中国医科大学公共卫生学院刘芳炜：外泌体miR-23a-3p/Cul3轴缓解二氧化硅粉尘所致肺纤维化的细胞凋亡

矽肺（Silicosis）是由于长期职业暴露于游离二氧化硅所致的不可逆转的肺部间质性疾病，然而，目前并未找到治疗矽肺的特异性靶点或相关的生物标志物，这使得矽肺的早期诊断和治疗面临十分严峻的考验。miRNA 是一类广泛存在于自然界的高度保守的单链非编码RNA ，具有稳定性、变异小和易于检测等特征，因而在各种疾病的早期诊断和治疗中发挥着重要作用。外泌体是一种直径在40-150 nm之间的微小囊泡，具有脂质双分子层结构，能被多种细胞分泌，近几年的研究表明外泌体已经成为包括 miRNA 在内的多种生物分子在体内运输的载体。然而，外泌体所携带的 miRNA 在矽肺炎症和纤维化进程中的作用仍不清楚。

近日，中国医科大学公共卫生学院刘芳炜教授团队在Ecotoxicology And Environmental Safety杂志上发表题为“Exosome miRNA profile and mitigating effect of miR-23a-3p/Cul3 axis on apoptosis in the pathogenesis of SiO₂”的论文（2024 Aug 30:283:116971），主要介绍了外泌体在巨噬细胞和上皮细胞之间的通讯作用以及外泌体miRNA-23a-3p通过其靶基因CUL3调控上皮细胞凋亡进而发挥对肺纤维化的保护作用。在这篇论文中，中国医科大学公共卫生学院助理实验师常帅作为第一作者，中国医科大学公共卫生学院刘芳炜教授作为通讯作者。

在该研究中，作者首先利用转录组测序描绘出矽肺患者外周血血清外泌体中miRNA的表达谱（图1）。

图1 矽肺患者血清外泌体miRNAs表达谱

接下来，作者利用生信分析筛选出差异表达的miR-23a-3p，并在细胞实验中证实miR-23a-3p靶向 CUL3对二氧化硅所致的上皮细胞凋亡的调控作用（图2）。并进一步利用体外细胞共培养模型发现了外泌体搭载miR-23a-3p在巨噬细胞与上皮细胞间通讯中的重要作用。

 

图2 miR-23a-3p靶向CUL3抑制二氧化硅所致的上皮细胞凋亡

最后，在小鼠矽肺动物模型过表达miR-23a-3p，发现了其靶向CUL3抑制凋亡减轻矽肺炎症纤维化的重要调控作用（图3）。

图3 miR-23a-3p/Cul3调控轴缓解二氧化硅诱导的小鼠炎症及纤维化

外泌体在调节多种疾病的发生和发展方面发挥着不可或缺的作用，然而，由于外泌体的功能在很大程度上依赖于组织特异性反应和细胞特异性分子信号通路，因此迫切需要广泛的研究来深入探讨其潜在机制。该研究为后续探讨外泌体介导的细胞间通讯在矽肺病发生发展中的作用和机制提供新的理论依据。

参考文献：

Exosome miRNA profile and mitigating effect of miR-23a-3p/Cul3 axis on apoptosis in the pathogenesis of SiO₂dust-induced lung fibrosis. Ecotoxicol Environ Saf. 2024 Aug 30;283:116971. doi: 10.1016/j.ecoenv.2024.116971. Epub ahead of print. PMID: 39216223.

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