肺-肾双器官纤维化协同治疗的microRNA策略

肺-肾双器官纤维化协同治疗的microRNA策略演讲人2026-01-10

01肺-肾双器官纤维化协同治疗的microRNA策略02肺-肾双器官纤维化的协同病理生理机制03miRNA在肺-肾双器官纤维化中的调控网络04基于miRNA的肺-肾双器官纤维化协同治疗策略05结论：miRNA协同治疗——肺-肾双器官纤维化的希望曙光目录01ONE肺-肾双器官纤维化协同治疗的microRNA策略

肺-肾双器官纤维化协同治疗的microRNA策略一、引言：肺-肾双器官纤维化的临床挑战与microRNA治疗的时代机遇在临床实践中，肺纤维化（pulmonaryfibrosis,PF）与肾纤维化（renalfibrosis,RF）的并发并非罕见现象。无论是特发性肺纤维化（IPF）合并慢性肾脏病（CKD）的老年患者，或是系统性硬化症（SSc）等自身免疫性疾病导致的继发性双器官纤维化，其病理进程常相互促进、形成恶性循环——肺血管重构导致的慢性缺氧激活肾素-血管紧张素系统（RAS），加速肾小球硬化；而肾纤维化引发的尿毒症毒素潴留又可加剧肺泡上皮损伤和成纤维细胞活化。目前，临床针对PF的一线药物吡非尼酮、尼达尼布，以及RF的肾素抑制剂、血管紧张素受体拮抗剂等，均难以逆转已形成的纤维化瘢痕，且对双器官协同干预效果有限。

肺-肾双器官纤维化协同治疗的microRNA策略在此背景下，microRNA（miRNA）作为内源性非编码RNA，通过调控下游靶基因表达，在细胞增殖、凋亡、炎症及纤维化进程中发挥“分子开关”作用。其多重靶点调控特性与双器官纤维化的复杂网络高度契合，为协同治疗提供了新思路。本文将从肺-肾纤维化的协同机制入手，系统梳理miRNA在其中的调控网络，并探讨基于miRNA的协同治疗策略，以期为临床转化提供理论依据。02ONE肺-肾双器官纤维化的协同病理生理机制

炎症微环境的交叉激活：细胞因子与免疫细胞的“双向对话”肺与肾作为人体重要的免疫器官，其纤维化进程均以慢性炎症为始动因素。在PF中，肺泡巨噬细胞（AMs）受氧化应激、机械牵拉等刺激极化为M2型，释放大量转化生长因子-β1（TGF-β1）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等促纤维化因子；这些因子可通过血液循环到达肾脏，激活肾小管上皮细胞（TECs）和肾小球系膜细胞（MCs），诱导其分泌趋化因子（如CCL2、CXCL12），招募巨噬细胞、T淋巴细胞浸润，形成“肺-肾炎症轴”。例如，TGF-β1既是肺纤维化的核心驱动因子，也是肾小管上皮-间质转化（EMT）和细胞外基质（ECM）沉积的关键介质。动物实验显示，博来霉素诱导的肺纤维化小鼠模型中，血清TGF-β1水平升高2.3倍，同时伴随肾组织TGF-β1/Smad通路激活，胶原Ⅰ、Ⅲ表达增加1.8倍；反之，5/6肾切除诱导的肾纤维化大鼠，其肺泡灌洗液中IL-6、TNF-α水平显著升高，肺组织羟脯氨酸含量（纤维化标志物）增加1.5倍，证实炎症因子的“肺-肾穿梭”效应。

细胞外基质代谢失衡：ECM合成与降解的“系统性紊乱”ECM过度沉积是纤维化的共同病理特征，其合成与降解的动态平衡受基质金属蛋白酶（MMPs）及其组织抑制因子（TIMPs）调控。在PF中，肺成纤维细胞（PFs）被激活后，大量分泌胶原Ⅰ、纤维连接蛋白（FN），而MMP-2/9活性受抑；RF中，肾间质成纤维细胞（RIFs）同样表现为ECM合成亢进、降解不足。近年研究发现，肺-肾纤维化存在ECM代谢通路的“交叉对话”。例如，基质细胞衍生因子-1（SDF-1/CXCL12）在肺组织中由PFs分泌，与其受体CXCR4结合后，不仅促进肺纤维化，还可通过循环系统作用于肾脏CXCR4+细胞，加速肾间质ECM沉积；同时，肾纤维化患者血清中TIMP-1水平升高，可抑制肺组织MMP-9活性，进一步加剧肺ECM堆积。这种ECM代谢的系统性失衡，使得单一器官干预难以完全阻断纤维化进程。

上皮-间质转化（EMT）与成纤维细胞活化的共通通路EMT是器官纤维化的重要环节，指上皮细胞在TGF-β1、TNF-α等刺激下，失去极性，转化为具有迁移和分泌能力的间质细胞。在肺中，肺泡Ⅱ型上皮细胞（AECⅡs）EMT是PF的关键启动步骤；在肾中，TECs的EMT则是肾间质纤维化的核心事件。值得注意的是，肺-肾纤维化中EMT通路存在高度保守性。例如，TGF-β1/Smad通路可同时调控AECⅡs和TECs的EMT：通过下调E-cadherin（上皮标志物）、上调N-cadherin、Vimentin（间质标志物），促进细胞表型转化；同时，EMT来源的细胞可进一步分泌PDGF、CTGF等因子，通过旁分泌效应激活静息成纤维细胞，形成“上皮-成纤维细胞-肌成纤维细胞”恶性循环。此外，Wnt/β-catenin、Notch等信号通路的异常激活，也贯穿于肺肾EMT进程，成为协同治疗的潜在靶点。

氧化应激与内质网应激的串扰：细胞损伤的“放大效应”氧化应激是肺肾纤维化的共同诱因：肺组织长期暴露于香烟烟雾、粉尘等氧化剂，活性氧（ROS）大量生成；肾纤维化中，线粒体功能障碍、NADPH氧化酶激活也导致ROS堆积。ROS可直接损伤上皮细胞，激活NF-κB等炎症通路，并诱导成纤维细胞增殖；同时，ROS可抑制MMPs活性，促进ECM交联。内质网应激（ERS）与氧化应激存在“双向调控”：ROS可引起内质网钙稳态失衡、错误折叠蛋白积聚，激活未折叠蛋白反应（UPR）；而ERS相关因子（如CHOP、ATF4）又可促进ROS生成，形成“氧化应激-ERS”正反馈循环。临床研究显示，IPF合并CKD患者血清8-OHdG（氧化应激标志物）、GRP78（ERS标志物）水平显著高于单纯PF或RF患者，提示氧化应激与ERS的串联放大效应是双器官纤维化加速进展的重要机制。03ONEmiRNA在肺-肾双器官纤维化中的调控网络

miRNA在肺-肾双器官纤维化中的调控网络miRNA是一类长度约22个核苷酸的非编码RNA，通过与靶基因mRNA的3’UTR结合，降解mRNA或抑制翻译，调控基因表达。近年研究发现，miRNA在肺肾纤维化中扮演“双刃剑”角色——既可作为促纤维化因子，也可作为抗纤维化因子，其表达失衡是双器官纤维化协同进展的关键环节。（一）促纤维化miRNA：驱动肺-肾纤维化恶性循环的“加速器”1.miR-21：肺肾纤维化的“核心调控节点”miR-21是目前研究最深入的促纤维化miRNA，在PF和RF中均高表达。在肺中，miR-21通过靶向PTEN（磷脂酰肌醇3-激酶抑制剂），激活PI3K/Akt通路，促进PFs增殖和胶原合成；同时，抑制SMAD7（TGF-β1信号负调控因子），增强TGF-β1/Smad通路活性，加剧EMT。

miRNA在肺-肾双器官纤维化中的调控网络在肾中，miR-21同样通过靶向PTEN、SPRY1（Ras信号抑制剂），激活PI3K/Akt和ERK1/2通路，促进RIFs活化；此外，miR-21还可通过抑制PDCD4（程序性死亡因子4），减少TECs凋亡，间接促进EMT。临床证据显示，IPF患者肺组织和血清中miR-21水平升高3-5倍，与肺功能下降（FVC、DLCO降低）呈负相关；CKD患者肾组织miR-21表达与肾小球硬化指数、间质纤维化面积呈正相关。更重要的是，miR-21在肺纤维化小鼠模型中敲除后，不仅肺纤维化减轻，肾组织TGF-β1、胶原Ⅰ表达也显著下调，证实其作为“肺-肾纤维化桥梁分子”的调控作用。

miRNA在肺-肾双器官纤维化中的调控网络2.miR-155：炎症-纤维化串扰的“放大器”miR-155主要由活化的巨噬细胞和T淋巴细胞分泌，是炎症反应的关键调控分子。在PF中，miR-155靶向SOCS1（细胞因子信号抑制因子1），增强JAK/STAT通路活性，促进AMs极化为M2型，释放IL-6、TGF-β1；在RF中，miR-155同样通过抑制SOCS1，加剧肾组织巨噬细胞浸润和炎症因子释放。动物实验表明，miR-155基因敲除小鼠在博来霉素诱导的肺纤维化模型中，肺组织炎症浸润和胶原沉积减少50%；同时，肾组织TGF-β1、α-SMA表达降低40%，提示miR-155通过调控炎症通路，参与肺-肾纤维化的协同进展。

miRNA在肺-肾双器官纤维化中的调控网络3.miR-34a：细胞衰老与纤维化的“连接者”miR-34a是p53下游靶基因，在细胞衰老、凋亡中发挥重要作用。肺AECⅡs和肾TECs的衰老是器官纤维化的重要诱因，而miR-34a可通过靶向SIRT1（沉默信息调节因子1），促进细胞衰老和ROS生成。在PF中，miR-34a高表达导致AECⅡs衰老，分泌SASP（衰老相关分泌表因子），包括TGF-β1、PAI-1，激活PFs；在RF中，miR-34a通过靶向SIRT1和Notch1，诱导TECs衰老，促进EMT。临床研究显示，IPF患者肺组织中衰老细胞（p16INK4a+、SA-β-gal+）比例与miR-34a表达呈正相关；CKD患者肾组织miR-34a水平与肾小管萎缩程度显著相关，提示miR-34a是介导细胞衰老驱动肺-肾纤维化的关键分子。

抗纤维化miRNA：抑制纤维化进程的“制动器”1.miR-29家族：ECM合成的“天然抑制剂”miR-29家族（miR-29a/b/c）是ECM代谢的关键调控因子，靶向胶原Ⅰ、Ⅲ、α1（Ⅰ）、α1（Ⅲ）等mRNA，抑制ECM合成。在PF中，miR-29b表达下调，导致胶原Ⅰ、Ⅲ过度沉积；在RF中，miR-29c通过靶向TGF-β1、CTGF，抑制TECs的EMT和ECM分泌。功能实验证实，miR-29b过表达可显著减轻博来霉素诱导的肺纤维化模型中的胶原沉积（减少60%），同时降低肾组织TIMP-1、FN表达（减少50%）；而miR-29基因敲除小鼠则表现为肺肾纤维化加重，提示miR-29家族是抑制肺-肾ECM沉积的“核心制动器”。

抗纤维化miRNA：抑制纤维化进程的“制动器”2.miR-200家族：EMT的“负调控因子”miR-200家族（miR-200a/b/c、miR-141、miR-429）通过靶向ZEB1/ZEB2（EMT关键转录因子），维持上皮细胞极性，抑制EMT。在PF中，miR-200c表达下调，导致AECⅡs中ZEB1升高，促进EMT；在RF中，miR-200a通过靶向ZEB1和TGF-βⅡ型受体，抑制TECs的EMT。临床研究显示，IPF患者肺泡灌洗液中miR-200c水平与肺纤维化程度呈负相关；CKD患者肾组织miR-200a表达与肾间质纤维化面积呈负相关。动物实验中，miR-200c过表达可同时减轻肺肾纤维化模型中的EMT和胶原沉积，证实其在抑制双器官纤维化中的协同作用。

抗纤维化miRNA：抑制纤维化进程的“制动器”3.miR-let-7c：氧化应激与纤维化的“调节者”miR-let-7c通过靶向NOX4（NADPH氧化酶亚基），抑制ROS生成，减轻氧化应激损伤。在PF中，miR-let-7c表达下调，导致肺组织NOX4活性升高，ROS堆积，促进PFs活化；在RF中，miR-let-7c通过靶向NOX4和TGF-β1，抑制肾组织氧化应激和ECM沉积。研究发现，miR-let-7c过表达可降低博来霉素诱导的肺纤维化小鼠肺组织ROS水平（降低45%），同时减少肾组织MDA（脂质过氧化产物）含量（降低40%），并抑制TGF-β1/Smad通路激活，提示miR-let-7c通过调控氧化应激，参与肺-肾纤维化的协同抑制。

肺-肾纤维化中miRNA的表达谱与调控网络整合通过高通量测序和生物信息学分析，肺-肾纤维化中miRNA表达谱存在显著重叠：miR-21、miR-155、miR-34a等促纤维化miRNA在肺肾组织中均高表达；miR-29、miR-200、miR-let-7c等抗纤维化miRNA均低表达。这种表达失衡并非偶然，而是通过“核心通路-关键miRNA-靶基因”网络实现协同调控：-TGF-β1/Smad通路：受miR-21（抑制SMAD7）、miR-155（抑制SOCS1）、miR-29（抑制胶原Ⅰ）等多重调控，是肺肾纤维化的“中央调控枢纽”；-PI3K/Akt通路：受miR-21（抑制PTEN）、miR-34a（抑制SIRT1）调控，参与细胞增殖、凋亡和EMT；

肺-肾纤维化中miRNA的表达谱与调控网络整合-氧化应激通路：受miR-let-7c（抑制NOX4）、miR-34a（促进ROS）调控，放大炎症和纤维化损伤。这一调控网络的发现，为基于miRNA的协同治疗提供了明确靶点——通过靶向“核心通路中的关键miRNA”，同时干预肺肾纤维化进程。04ONE基于miRNA的肺-肾双器官纤维化协同治疗策略

miRNA模拟物与抑制剂：靶向调控的核心手段抗纤维化miRNA模拟物：补充“缺失的制动器”针对低表达的抗纤维化miRNA（如miR-29、miR-200、miR-let-7c），可合成化学修饰的miRNA模拟物，恢复其表达水平。例如，miR-29b模拟物（MRG-106）在临床前研究中显示，通过尾静脉注射可显著减轻博来霉素诱导的肺纤维化小鼠的胶原沉积，同时降低肾组织TGF-β1、FN表达；其作用机制包括：①直接靶向胶原Ⅰ、ⅢmRNA，抑制ECM合成；②靶向DNMT3B（DNA甲基转移酶3B），逆转miR-29启动子区高甲基化，形成“正反馈调控”。为实现肺肾双靶向递送，可采用PEG化脂质体包裹miR-29b模拟物，表面修饰肺肾双靶向肽（如肺靶向肽RGD、肾靶向肽NKA），提高组织蓄积效率。动物实验显示，该递送系统可使肺、肾组织中miR-29b表达水平提高5-8倍，纤维化面积减少50%-60%。

miRNA模拟物与抑制剂：靶向调控的核心手段促纤维化miRNA抑制剂：阻断“加速器的油门”针对高表达的促纤维化miRNA（如miR-21、miR-155、miR-34a），可设计miRNA抑制剂（antagomiR、锁定核酸LNA、小分子抑制剂），阻断其活性。例如，miR-21抑制剂（Anti-miR-21）通过碱基互补配对结合miR-21，解除其对PTEN、SMAD7的抑制，恢复TGF-β1/Smad通路负调控；在肺纤维化小鼠模型中，Anti-miR-21不仅减轻肺纤维化，还通过降低血清TGF-β1水平，抑制肾组织纤维化进展。近年来，小分子miRNA抑制剂成为研究热点，如小分子化合物Targapremir-21（靶向miR-21前体加工），可特异性抑制miR-21成熟，其口服生物利用度达60%，在临床前研究中显示出良好的肺肾双器官保护作用。

miRNA靶向递送系统：实现双器官精准递送的关键miRNA治疗的临床转化瓶颈之一是递送效率低、脱靶效应大。针对肺肾双器官递送，需设计“双靶向、低免疫原性”的递送系统：1.病毒载体系统：腺相关病毒（AAV）具有长期表达、低免疫原性特点，可通过血清型改造实现肺肾双靶向。例如，AAV6.2对肺组织具有天然嗜性，通过衣壳蛋白定向进化获得肾小管细胞嗜性，构建AAV6.2-miR-29b载体，可同时转染肺AECⅡs和肾TECs，实现miR-29b的长期表达（>12周），显著减轻双器官纤维化。2.非病毒载体系统：-脂质纳米粒（LNP）：采用可电离脂质、磷脂、胆固醇等组成LNP，通过表面修饰PEG和双靶向肽（如肺靶向肽SP5、肾靶向肽Ang），可提高肺肾组织蓄积效率。研究显示，SP5/Ang修饰的LNP包裹miR-21抑制剂后，肺、肾组织中药物浓度较未修饰LNP提高3-5倍，纤维化标志物表达降低60%-70%。

miRNA靶向递送系统：实现双器官精准递送的关键-外泌体：间充质干细胞来源的外泌体（MSC-Exos）具有天然的低免疫原性和靶向性，可通过负载miRNA实现双器官递送。例如，MSC-Exos负载miR-29b后，可被肺泡巨噬细胞和肾小管内皮细胞摄取，通过旁分泌效应抑制TGF-β1/Smad通路，减轻纤维化；同时，外泌体表面的CD44、整合素等分子可增强其对损伤组织的归巢能力。3.智能响应型递送系统：为避免对正常组织的损伤，可设计pH/酶响应型递送系统。例如，基于氧化还原敏感的二硫键构建LNP，在肺肾纤维化组织中高表达的ROS环境下裂解释放miRNA；或利用基质金属蛋白酶（MMP-2/9）可降解的肽段连接靶向配体，仅在纤维化组织中激活靶向功能，实现“按需释放”。

miRNA联合治疗策略：协同增效与降低耐药性单一miRNA靶点调控难以完全覆盖肺肾纤维化的复杂网络，联合治疗可提高疗效并降低耐药风险：1.miRNA联合传统抗纤维化药物：-miR-29b模拟物联合吡非尼酮：吡非尼酮通过抑制TGF-β1和炎症因子发挥抗纤维化作用，而miR-29b直接抑制ECM合成，二者联用可产生“通路协同抑制效应”。动物实验显示，联合治疗组肺组织胶原沉积较单药组减少40%，肾组织减少35%，且血清肝肾功能指标（ALT、Cr）无显著异常，安全性良好。-miR-21抑制剂联合尼达尼布：尼达尼布通过抑制PDGFR、FGFR、VEGFR受体酪氨酸激酶抑制成纤维细胞增殖，而miR-21抑制剂通过调控PTEN/PI3K/Akt通路促进成纤维细胞凋亡，联用可显著提高细胞凋亡率（较单药组提高50%）。

miRNA联合治疗策略：协同增效与降低耐药性2.miRNA联合基因治疗：将miRNA与siRNA联合递送，靶向不同通路。例如，miR-29b模拟物（抑制ECM合成）联合TGF-β1siRNA（抑制上游炎症因子），可同时阻断纤维化的“启动”和“效应”阶段；或miR-21抑制剂联合CTGFsiRNA，协同抑制TGF-β1下游通路，增强抗纤维化效果。3.miRNA联合细胞治疗：间充质干细胞（MSCs）可通过旁分泌miRNA发挥抗纤维化作用，但其存活率和归巢效率有限。通过基因修饰MSCs过表达miR-29b（MSC-miR-29b），可增强其miRNA分泌能力；同时，利用MSCs的归巢特性，将miR-29b精准递送至肺肾损伤部位。动物实验显示，MSC-miR-29b治疗组肺肾组织纤维化面积较未修饰MSC组减少50%，且血清炎症因子（IL-6、TNF-α）水平显著降低。

个体化miRNA治疗策略：基于分子分型的精准干预肺-肾纤维化的异质性决定了miRNA治疗需实现个体化。通过整合miRNA表达谱、基因突变、临床表型等数据，构建“分子分型-治疗靶点”预测模型：1.基于miRNA表达谱的分型：通过高通量测序检测患者肺肾活检或外泌体miRNA表达，将患者分为“miR-21高表达型”“miR-29低表达型”“miR-155高表达型”等，针对性选择miRNA抑制剂或模拟物。例如，miR-21高表达型患者可采用Anti-miR-21联合尼达尼布；miR-29低表达型患者可采用miR-29b模拟物联合吡非尼酮。2.基于基因突变的分型：IPF患者中，SFTPC、MUC5B等基因突变与miRNA表达异常相关。例如，SFTPC突变患者常伴有miR-29b启动子区高甲基化，导致miR-29b低表达，此类患者可优先选择miR-29b模拟物联合DNA甲基转移酶抑制剂（如地西他滨）。

个体化miRNA治疗策略：基于分子分型的精准干预3.基于临床表型的分型：根据肺功能（FVC、DLCO）、肾小球滤过率（eGFR）等指标，将患者分为“快速进展型”和“慢进展型”。快速进展型患者常伴有miR-34a高表达、miR-200c低表达，可采用miR-34a抑制剂联合miR-200c模拟物；慢进展型患者则以miR-21、miR-155靶向治疗为主。五、挑战与展望：迈向肺-肾双器官纤维化miRNA协同治疗的临床转化尽管miRNA协同治疗策略在临床前研究中展现出巨大潜力，但其临床转化仍面临多重挑战：

递送效率与组织特异性不足目前递送系统（如LNP、外泌体）对肺肾双器官的靶向效率仍有限，部分药物在肝、脾等器官蓄积，导致疗效降低和脱靶毒性。未来需开发“双靶向、智能响应”的新型递送系统，例如利用肺肾纤维化组织特异性高表达的受体（如肺组织上的integrinαvβ6、肾组织上的megalin）修饰载体，实现“精准制导”；或通过3D生物打印构建“器官芯片”，模拟肺肾微环境，优化递送系统设计。

miRNA脱靶效应与安全性miRNA具有多重靶点调控特性，过度抑制或激活可能导致非预期效应。例如，miR-21抑制剂在抑制PTEN/PI3K通路的同时，也可能影响细胞增殖和代谢，引发肝毒性或免疫抑制。未来需通过高通量筛选（如CRISPR-Cas9筛选）明确miRNA的脱靶靶点，设计“种子序列修饰”的miRNA抑制剂，特异性靶向目的基因；同时，利用条件性启动子（如纤维化组织特异性启动子）控制miRNA表达，避免对正常组织的损伤。

临床转化中的标准化与规范化miRNA治疗的临床转化需解决样本来源、疗效评价、安全性监测等标准化问题。例如，肺肾双器官纤维化患者难以获取肺肾活检组织，