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该篇文章于2024年发表于《Nature Communications》。Q1，IF,14.7。

一、研究背景

随着对肾脏疾病研究的不断深入，人们逐渐认识到肾纤维化是许多慢性肾脏疾病发展到终

末期肾衰竭的共同途径。尽管在肾脏结构和功能随年龄变化以及肾纤维化的发生机制方面

已经取得了一定的研究成果，但仍有许多未知领域等待探索。其中，组蛋白翻译后修饰在

肾纤维化中的作用就是一个亟待深入研究的方向。组蛋白巴豆酰化是一种新型的组蛋白修

饰方式，这种修饰主要发生在组蛋白的赖氨酸残基上，参与基因表达调控等重要的生物学

过程。组蛋白巴豆酰化修饰在进化上高度保守，通常出现在转录活跃的染色质区的组蛋白

上，并与生殖调控密切相关。巴豆酰化修饰的化学基团是巴豆酰基，由多个代谢过程产生的

巴豆酸（前体）通过短链脂肪酸途径转化为巴豆酰辅酶A（供体）形成。在这篇文章中研究

旨在探究组蛋白巴豆酰化尤其是H3K9cr 在肾纤维化中的功能，以及 ACSS2 对其调节作用。

二、研究思路

研究人员通过临床样本和动物模型分析发现，组蛋白赖氨酸巴豆酰化（Kcr）在肾脏纤维化中

异常升高，且与疾病严重程度正相关。研究重点聚焦于H3K9cr，发现ACSS2可调控其水平并

影响肾脏纤维化。通过ChIP-seq和RNA-seq分析，确定滨尝-1β是H3K9cr调控的关键促炎细胞

因子。H3K9cr介导的滨尝-1β可诱导巨噬细胞极化和肾小管上皮细胞衰老，而ACSS2敲除或抑制

可缓解这些现象。最终，抗滨尝-1β治疗和ACSS2抑制剂处理均能改善肾脏纤维化，为治疗提供

了潜在靶点。

叁、研究结果

1、       组蛋白Kcr 水平与患者和小鼠 CKD 的严重程度呈正相关

研究人员对慢性肾脏病患者肾活检切片免疫组化分析显示，巴豆酰化赖氨酸（Kcr）主要存在

于肾小管上皮细胞，在CKD 患者肾脏中水平高于对照组，与疾病进展正相关，与估算肾小球

滤过率负相关。在小鼠单侧输尿管梗阻（UUO）和叶酸肾病（FAN）模型中，Kcr水平升高

且定位于细胞核，提取组蛋白分析证实其与肾脏纤维化相关。比较组蛋白H3 残基的 Kcr 和

乙酰化（Kac）水平发现，H3K9cr在肾脏纤维化中显着增加，H3K9ac 稳定，表明其可能有诲耻

特作用，同时H3K18cr、H3K27cr 等呈现相反趋势。最后，研究人员决定在进一步研究肾脏

纤维化时主要关注H3K9cr 的水平和功能。

2、       ACSS2 的基因缺失降低了H3K9cr水平并减轻了肾纤维化

组蛋白 Kcr 和Kac 的可逆动态过程受多种相同酶介导，区分其功能颇具挑战。研究人员通过

体外实验筛选关键因素，发现ACSS2 过表达能显着提升 H3K9cr 水平且不影响H3K9ac。研究

人员利用 CRISPR/Cas9 敲除系统生成ACSS2 基因缺失小鼠。ACSS2 -/- 小鼠出生正常，无生

长及肾功能缺陷，肾脏中ACSS2 减少。单细胞转录组学分析显示，不同采样方法影响ACSS2

表达模式，免疫组化表明其在纤维化肾脏皮质髓质交界区表达。在FAN 和 UUO 两种实验性

肾纤维化小鼠模型中，ACSS2基因敲除降低了纤维化肾脏的 H3K9cr 水平，缓解了组织学

变化，降低了纤维化蛋白标志物的表达和转录水平。这证实了ACSS2 的全局基因缺失可影

响 H3K9cr 水平，进而改善肾纤维化。

3、       ACSS2 的肾小管特异性缺失减少了H3K9cr，从而延缓了肾纤维化的进展

肾小管上皮细胞（TECs）在肾纤维化中起核心作用，免疫组化显示小鼠和人纤维化肾脏

中ACSS2主要存在于TECs。为探究其作用，研究人员将ACSS2基因敲除小鼠与Ksp-Cre小鼠

杂交获得ACSS2选择性缺失模型（ACSS2tecKO）及对照（ACSS2tecWT），并进行UUO手

术或注射叶酸。结果显示，二者H3K9ac水平与假手术组无异，ACSS2tecWT的UUO肾脏

H3K9cr大幅上升，ACSS2tecKO则受抑制，FAN模型情况类似。且ACSS2tecKO小鼠的UUO

和FAN模型肾纤维化缓解，纤维化标志物表达降低。这表明删除肾小管ACSS2可降低H3K9巴

豆酰化水平、延缓肾纤维化进程，为肾纤维化研究与干预提供了方向和依据。

4、       H3K9cr 促进纤维化肾细胞因子的产生并调节细胞因子-细胞因子受体相互作用

研究人员通过 ChIP-seq 实验发现，H3K9cr与 H3K9ac 在转录起始位点富集，且在UUO 小鼠

模型中 H3K9cr 信号更强，说明二者虽都能激活转录，但H3K9cr 对肾纤维化基因表达影响更

显着。继续研究发现，UUO肾脏中 H3K9cr 比例高，敲除ACSS2 可降低该比例。RNA-seq 数

据显示，纤维化肾脏中细胞因子相关通路富集，ACSS2缺失后通路基因减少，表明 H3K9cr

对细胞因子产生基因调控关键。关键因子滨尝-1β 受 H3K9cr 调控，相关通路基因随ACSS2 表达

变化，H3K9cr 可调控Il1b 及其受体基因表达，揭示了 H3K9cr 在肾脏纤维化中调节炎症相关

细胞因子表达的关键作用 。

5、       H3K9cr促进了肾细胞和纤维化肾脏中 滨尝-1β 的产生

研究人员发现 滨尝-1β 受H3K9 巴豆酰化调控，在 CKD 患者及UUO、FAN 小鼠中二者呈正相

关，敲除ACSS2 可抑制小鼠体内 滨尝-1β 产生且不影响血清浓度，免疫荧光共染色也证实二

者联系。体外实验中，巴豆酸盐刺激及ACSS2 质粒转染可使肾细胞中 滨尝-1β 水平上升，

阻断H3K9cr 修饰则降低其表达，表明 ACSS2 是调节 H3K9cr 介导的 滨尝-1β 产生的关键

因素。

6、       由H3K9cr产生的IL - 1β在细胞和纤维化肾脏中触发巨噬细胞活化

研究人员通过实验发现， 滨尝-1β能够促进巨噬细胞向促炎的M1表型极化，导致肾脏纤维化

进展。实验中，低剂量滨尝-1β刺激RAW264.7巨噬细胞后，细胞形态和M1标志物水平发生变化

，显示出M1极化特征。研究人员进一步通过实验表明，H3K9cr介导的滨尝-1β可能在巨噬细胞

活化中发挥作用，通过调节肾小管上皮细胞中的H3K9cr修饰，可以影响滨尝-1β的分泌和巨噬细

胞的活化状态。在体内实验中，降低H3K9cr修饰能够抑制肾脏纤维化小鼠模型中M1巨噬细胞

标志物的表达。这些结果揭示了H3K9cr修饰在肾脏纤维化中通过调节滨尝-1β分泌和巨噬细胞极

化的新机制。

7、       H3K9cr 来源的滨尝-1β 加速纤维化肾肾小管细胞衰老

IL - 1β对多种细胞衰老，尤其是TECs 的衰老至关重要。它能诱导 TECs 衰老，使SA - β - gal

阳性细胞增多，衰老标志物 P53 及SASP 标志物表达上升 。研究人员在体外实验中发现，

滨尝-1β上清液处理 TECs 会使P53、IL-6 和MCP-1 水平上升；体内实验发现，UUO 和FAN 小鼠

模型敲除 ACSS2，降低H3K9cr 介导的 滨尝-1β 产生后，衰老标志物水平下降，同时敲除或抑

制ACSS2 可抑制 DNA 损伤增加，说明调节 TECs 中 H3K9cr 水平可通过影响 滨尝-1β 分泌

控制 TECs 衰老 。

8、       抗滨尝-1β IgG 治疗减轻了巨噬细胞活化和肾小管细胞对纤维化肾脏的衰老

研究人员在体外实验中，向经 滨尝-1β 处理的RAW264.7 细胞添加抗 滨尝-1β IgG，可显着抑制

滨尝-1β 诱导的 M1 型巨噬细胞极化、细胞衰老标志物P53 及 SASP。体内实验中，对UUO

小鼠使用抗 滨尝-1β IgG，其肾纤维化显着改善，M1型巨噬细胞关键标志物和细胞衰老受

抑制，表现为Masson 染色及肾纤维化标志物的 mRNA 和蛋白表达降低。用ACSS2 抑制剂

处理 UUO 小鼠可减轻肾脏纤维化等症状，但滨尝-1β 刺激会抵消这些效果。

综上，抗 滨尝-1β IgG 能在体内外缓解 H3K9cr 介导的 滨尝-1β 引发的 M1 型巨噬细胞极化和

肾小管细胞衰老，进而改善肾纤维化。。

9、       ACSS2 的药理学抑制部分抑制了H3K9cr 介导的 滨尝-1β 产生，以防止肾纤维化

研究人员发现ACSS2抑制剂VY-3-249能通过降低H3K9cr修饰抑制滨尝-1β，延缓小鼠肾纤维

化进程。实验显示，VY-3-249对小鼠肝肾功能无影响，也未损伤心脏、肺、肝脏和脾脏 。

VY-3-249能抑制H3K9cr水平，改善UUO和FAN小鼠肾纤维化，降低滨尝-1β水平，减少厂础-β-驳补濒

阳性衰老细胞数量，抑制细胞衰老标志物P53和SASP。且SASP中促炎标志物减少时，M1型

巨噬细胞标志物Cd86也减少。这些发现为CKD患者提供了新治疗策略。

四、研究结论

该研究揭示了 H3K9cr 在肾纤维化中的关键作用，ACSS2可调节 H3K9cr 水平进而影响IL - 1β

介导的巨噬细胞活化和肾小管细胞衰老，为肾纤维化治疗提供了潜在靶点。

五、优缺点

优点

1.蝉丑辞耻次揭示H3K9cr在肾纤维化中的关键作用，发现ACSS2可调节H3K9cr水平，进而影响IL - 1β

介导的巨噬细胞活化和肾小管细胞衰老，为肾纤维化机制研究提供全新视角。

2.综合运用人肾活检样本、多种小鼠肾纤维化模型（UUO、FAN），结合免疫组化、免疫荧光、

蛋白质免疫印迹、RNA测序、染色质免疫沉淀测序等多种技术，从细胞、动物和人体层面全面验

证研究假设，增强结论可靠性。

3.明确ACSS2作为治疗肾纤维化潜在靶点，且ACSS2抑制剂VY - 3 - 249在小鼠实验中展现出良好

的肾保护作用，为临床治疗肾纤维化提供新的药物研发方向。

缺点

1.虽有人体样本数据，但ACSS2 - H3K9cr - IL - 1β轴在人体中的重要性和适用性需进一步验证，目

前动物实验结论向临床转化存在不确定性。

2.仅使用一种ACSS2抑制剂VY - 3 - 249进行实验，未测试多种不同化学结构的抑制剂，难以排除

因单一抑制剂可能存在的脱靶效应影响研究结论。

3.未深入分析H3K9cr与已知染色质状态的关系，未探究其他组蛋白赖氨酸巴豆酰化修饰（Kcr）在

肾纤维化中的作用，且未阐明IL - 1β在肾小管细胞和巨噬细胞间的分泌和转移机制。

参考文献

Li L, Xiang T, Guo J, et al. Inhibition of ACSS2-mediated histone crotonylation alleviates

kidneyfibrosis via IL-1beta-dependent macrophage activation and tubular cell

senescence[J].Nat Commun, 2024,15(1):3200.