慢性肾脏病进展的核心是纤维化取代功能性组织，阻止这一过程关键在于将修复转向重建生理性结构。转化生长因子β1（TGF-β1）作为纤维化的强效驱动因子，通过下游转录调节因子发挥促纤维化作用，但既往研究多在啮齿动物模型中进行，对人类遗传背景关注不足。近年来，人iPSC来源的类器官为克服这一局限提供了新途径。

对此，美国约翰霍普金斯大学Avi Z. Rosenberg教授团队在Laboratory Investigation发表题为"Bile Acid Receptor Agonist Reverses Transforming Growth Factor-β1–Mediated Fibrogenesis in Human Induced Pluripotent Stem Cells–Derived Kidney Organoids"的研究，利用人源诱导多能干细胞（iPSC）衍生的肾脏类器官构建纤维化模型，揭示了TGF-β1通过调节FXR、p-SMAD3和TAZ促使肾小管上皮细胞产生胶原蛋白的机制，证实双胆汁酸受体激动剂INT-767通过阻断TAZ/TEAD/p-SMAD3复合物的形成来减轻纤维化，并在人活检样本中验证了该通路的临床相关性。

该研究的核心发现是，在人源iPSC培育的肾脏类器官中，TGF-β1通过一套明确的分子机制引起纤维化，而INT-767能够同时干预该机制中的多个环节，从而有效逆转这一过程。

图1. 由人iPSCs生成的肾脏类器官。

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研究者通过向人源iPSC培育的3D肾脏类器官中引入TGF-β1，成功建立了人类肾脏纤维化的体外模型。在该模型中，TGF-β1以剂量依赖的方式诱导类器官大量沉积以胶原蛋白1α1为主的细胞外基质，最终破坏肾脏结构。一个关键发现是，这些胶原蛋白直接来源于肾小管上皮细胞本身，而非传统认知的肌成纤维细胞，由此明确了肾小管上皮在纤维化启动中的作用，也为研究早期肾实质损伤后的纤维化提供了工具。

图2. TGF-β1可诱导肾脏类器官发生以肾小管为中心的纤维化。

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利用该模型，研究者验证了INT-767的抗纤维化效果并探究了其机制。结果显示，INT-767能显著减少TGF-β1引起的胶原蛋白沉积，保护类器官结构。机制上，TGF-β1通过抑制保护性受体FXR、激活促纤维化蛋白p-SMAD3和TAZ来引发纤维化。而INT-767能同时逆转这三项变化，恢复FXR并抑制p-SMAD3和TAZ。进一步研究发现，TAZ和p-SMAD3会与转录因子TEAD4在细胞核内结合，共同启动胶原蛋白基因的转录。INT-767正是通过降低TAZ和p-SMAD3的水平，阻止了这一过程，从而阻断纤维化。

图3. 胆汁酸受体激动剂可减轻TGF-β1诱导的肾脏类器官纤维化。

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图4. 经TGF-β1处理后，FXR的表达降低，而p-SMAD3的表达增加。

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图5. TGF-β1可上调肾脏类器官中促纤维化蛋白及基因的表达，联合使用INT-767则能逆转该效应。

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最后，在人类肾脏活检样本中的验证显示，TAZ在肾脏纤维化早期阶段的肾小管上皮细胞中表达明显升高，而到了晚期重度纤维化时反而降低。这表明TAZ很可能参与了纤维化的启动，是一个适合早期干预的靶点。

图6. 人急性肾小管损伤的肾小管上皮细胞中，TAZ染色明显增强。

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图7. 肾脏类器官中TAZ与TEAD在肾小管上皮细胞核内共定位；HK-2细胞中TAZ与TEAD1/4及p-SMAD3形成复合物，且该复合物的形成受TGF-β1和INT-767的调控。

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图8. 在293T细胞中，TEAD4可抑制COL1A1基因启动子的活性，而TAZ能解除这种抑制，两者共同调控该基因的转录。

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该研究建立了一个可用于研究人类肾纤维化的类器官模型，完整揭示了TGF-β1通过FXR、p-SMAD3和TAZ最终促进胶原蛋白表达的分子机制，并证实INT-767能够同时作用于该机制中的多个环节来发挥抗纤维化效果，为未来治疗慢性肾脏病提供了新的思路和靶点。

参考文献：

Yang, Xiaoping et al. “Bile Acid Receptor Agonist Reverses Transforming Growth Factor-β1-Mediated Fibrogenesis in Human Induced Pluripotent Stem Cells-Derived Kidney Organoids.” Laboratory investigation; a journal of technical methods and pathology vol. 104,5 (2024): 100336