近日,万象城生命科学学院李晓骄阳教授团队在国际知名期刊Theranostics连发两篇论文,聚焦细胞骨架领域取得突破。系统解密细胞骨架中的微管作为囊泡运输轨道的机制,并首次揭示中药川芎有效成分藁本内酯通过靶向细胞骨架微丝动态重塑治疗肝纤维化的全新机制,李晓骄阳教授为两篇文章的唯一通讯作者,生命科学学院曲姣蓉讲师、李佳楠硕士为文章的第一作者,生命科学学院为唯一通讯单位。
团队聚焦细胞骨架三种刚性不同组分——微管、微丝、中间丝的关键病生理功能机制,以微观动态调控视角以期寻找创新药物作用途径。首先聚焦微管,于Theranostics发表题为“Decoding the role of microtubules: a trafficking road for vesicle”的综述文章,系统总结了微管介导的囊泡运输的复杂过程及其在疾病中的作用。在本综述中,详细总结并探讨了细胞器间以及细胞间微管介导的囊泡运输机制。其次,聚焦“轨道”——微管的动态重塑过程,系统性总结了微管自身特性、微管乙酰化、微管稳定性等通过干预微管影响囊泡运输的机制。此外,关注“脚”——驱动蛋白、动力蛋白等在微管介导的囊泡运输动力学中关键地位,揭示了其指导囊泡的顺行运输、逆行运输、双向运输及干预运输速度的作用机制。最后,对于微管介导的异常囊泡运输在多种疾病中的复杂作用机制进行深入探讨和总结,为包括肝病在内的多种疾病治疗提供潜在的新方向。

除微管外,微丝和中间丝在细胞结构维持和信号转导中也具有关键作用,据此团队开展了原创性研究,首次揭示了川芎中有效成分藁本内酯(ligustilide,LIG)的抗肝纤维化疗效及其靶向细胞骨架引导活化肝星状细胞(HSC)走向衰老命运的抗肝纤维化分子机制,为开发新的治疗策略提供了科学依据。本研究综合利用多种肝纤维化动物模型,结合转录组学分析及多种分子生物学技术,系统探究了LIG改善肝纤维化的具体分子机制。研究结果表明,LIG能够特异性结合G-actin,抑制其聚合成F-actin,破坏细胞骨架动态平衡,继而抑制了转录因子YAP的核转位,导致核纤层蛋白Lamin A/C合成减少,进而损害核膜完整性。核膜破坏进一步导致YAP从细胞核泄露,这反过来又抑制了Lamin A/C的合成进而形成一个有害的反馈循环。上述级联反应导致核双链DNA(dsDNA)泄露,最终激活cGAS-STING信号通路,促进了衰老相关分泌表型(SASPs)的释放并诱导了HSC衰老,从而有效缓解肝纤维化病理进程。综上所述,该研究不仅率先揭示了天然产物LIG的抗肝纤维化疗效,并提出了其基于调控多重细胞骨架介入胞内信息交流以改善肝纤维化的全新机制。相关结果以“Disturbance of cytoskeleton induced by ligustilide promotes hepatic stellate cell senescence and ameliorates liver fibrosis”为题,发表于《Theranostics》。

以上研究得到了中央高校青年教师科研创新能力支持项目(Grant No. ZYGXQNJSKYCXNLZCXM-H4 to XL)、国家自然科学基金(Grant No. 82404984 to JQ)、国家高层次人才特殊支持计划及中央高校基本科研业务费(Grant No. 2024-JYB-JBZD-055 to JQ)的支持。