肺纤维化(PF)是一种慢性进行性肺部疾病,其特征是Wnt/β-catenin信号过度激活,治疗效果有限。分类连接蛋白3(SNX3)属于SNXs家族,已被确定为治疗心力衰竭的新靶点。SNX3-逆转聚体复合体介导关键货物蛋白的细胞内运输,但其调节Cargo蛋白的机制及其与PF的潜在联系仍未完全阐明。2026年1月15日,中山大学路静、刘培庆团队联合广东药科大学孙端平团队在Cell Death and Disease(IF 9.6)发表文章“Targeting sorting nexin 3 to treat pulmonary fibrosis by dual modulating Wnt/β-catenin signaling”。研究揭示了SNX3是Wnt依赖性与非依赖性β-catenin双重激活的核心协调因子,并提出TDN-LC4作为一种潜在治疗策略,可用于破坏肺纤维化发病过程中的致病性信号冗余。
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In vivo
基因信息:Wntless蛋白;CK-1α:酪蛋白激酶1α
实验动物:Snx3-cKO小鼠和CTL小鼠
病毒产品:AAV6-SP-C-WLS,AAV6-SP-C-CK-1α
注射方式:气管内滴注
注射体积:50μL
In vitro
病毒产品:Ad-Wls,Ad-CK-1α
感染细胞:肺泡2型细胞(AT2)、原代成纤维细胞(FBs)
研究结果
1、SNX3与Wls相互作用,调节其细胞内循环和降解,激活Wnt/β-Catenin途径
作者首先分析了肺纤维化患者及小鼠模型中的组织样本,发现SNX3的表达水平显著升高,尤其是在肺泡2型上皮细胞(AT2)中。进一步研究了SNX3在PF中的作用,构建了AT2细胞特异性SNX3敲除(Snx3-cKO)和过表达(Snx3-cTg)小鼠模型。结果发现SNX3基因敲除显著降低了PF中Wnt/β-catenin的激活和肺功能障碍,SNX3的过表达显著诱导了Wnt/β-catenin的激活和PF过程。鉴于SNX3对PF的显著影响,作者研究了其涉及的潜在机制,推测SNX3参与了Wnt/β-catenin途径和PF,可能是通过介导Wls的细胞内循环来实现的,因此,通过IP-MS、co-IP和PLA分析证实了SNX3与Wls相互作用,促进Wls的细胞内循环,并避免其晚期内体-溶酶体降解。为了研究Wls在PF中的作用,将AAV6-Wls经气管内传递给Snx3-CKO小鼠并建立PF小鼠模型。结果显示SNX3-CKO小鼠表现出明显的肺功能障碍改善,胶原纤维和弹性纤维的堆积减少,并降低由博莱霉素引起的β-catenin水平的升高。在表达AAV6-Wls的小鼠中,Snx3-CKO的保护作用被部分逆转。在AT2细胞中,还观察到PF的保护作用和β-catenin的变化。这些结果表明,涉及SNX3的其他重要通路参与了PF的进展。
图1. SNX3与Wls相互作用,调节其细胞内循环和降解,激活Wnt/β-Catenin途径
2、SNX3/CK-1α轴诱导Wnt/β-catenin信号通路激活与肺纤维化
作者鉴定了SNX3调控Wnt/β-catenin信号通路的其他关键互作蛋白,基于IP-MS和BLM模型中鉴定了15个蛋白质,其中CK-1α作为主要目标,因为它与Wnt/β-catenin信号通路有关。研究发现CK-1α是SNX3的一种新的货运蛋白,SNX3直接与CK-1α相互作用,调节其细胞内循环和降解。为了探讨SNX3对CK-1α逆行转运到质膜(PM)的影响是否涉及Wnt/β-catenin信号通路和PF,对Snx3-cKO小鼠和对照小鼠气管内滴注AAV6-CK-1α并建立BLM诱导的PF模型。与BLM小鼠相比,Snx3-cKO小鼠的β-catenin水平、肺功能障碍、纤维化面积、胶原纤维和羟脯氨酸浓度显著降低,但AAV6-CK-1α逆转了SNX3缺乏导致的肺保护效应,这种调控作用在AT2细胞中同样存在。以上结果表明,SNX3介导 CK-1α向PM的转运,可能是肺纤维化进程中不依赖经典Wnt配体、调控β-catenin活性的一条新分子途径。
图2. SNX3/CK-1α轴诱导Wnt/β-Catenin信号通路激活与肺纤维化
3、靶向SNX3的TDN-LC4改善肺功能障碍和肺纤维化
接下来,作者探究了靶向SNX3的小分子抑制剂,以抑制Wnt/β-catenin通路阻止PF进展。结果发现LC4可结合SNX3的Arg-76和Lys-95位点,显著降低SNX3及β-catenin表达,抑制纤维化细胞的增殖与迁移。为进一步提升LC4的靶向性与生物利用度,作者构建了TDN-LC4纳米药物系统,通过双重负载策略将LC4高效装载于DNA四面体结构中,TDN-LC4有效地增强了对肺纤维化相关成纤维细胞激活的抑制作用,减少了活化的肺成纤维细胞在体外的增殖和迁移。作者进一步在体内外证实了TDN-LC4的有效性和生物安全性,TDN-LC4可显著改善肺功能、减少胶原沉积、抑制β-catenin通路激活。
图3. 靶向SNX3的TDN-LC4改善肺功能障碍和纤维化
结论
本研究确定SNX3是通过调控Wls循环和CK-1α向质膜的逆行转运,双重激活Wnt/β-catenin来调节PF发生发展的核心分子。在AT2细胞中SNX3的上调推动了纤维化的进展,而其基因敲除或通过新型的TDN-LC4药物抑制减轻了Wnt/β-catenin信号、纤维化和肺功能障碍,为PF提供了一种多靶点治疗策略。