槲皮素通过miR-423–5p/NDUFS7轴调控线粒体功能逆转肺纤维化的机制研究

《Non-coding RNA Research》：miR-423–5p/NDUFS7-mediated mitochondrial function modulation contributes to quercetin-induced attenuation of pulmonary fibrosis via extracellular matrix remodeling regulation

本研究针对肺纤维化（PF）中线粒体功能障碍和细胞外基质（ECM）重塑的调控机制，通过体内外实验发现槲皮素（Que）可下调miR-423–5p表达，进而解除其对线粒体复合体I亚基NDUFS7的抑制，改善氧化应激和能量代谢，最终缓解纤维化进程。该研究为靶向miRNA-线粒体通路治疗PF提供了新策略，发表于《Non-coding RNA Research》，具有重要转化价值。

　　

肺纤维化是一种致命的间质性肺病，其特征是肺部组织中出现过多的疤痕组织，导致呼吸功能逐渐丧失。目前，该疾病的治疗选择有限，且预后极差。科学家们一直在探索肺纤维化的发病机制，尤其是线粒体功能障碍和氧化应激在疾病进展中的作用。近年来，表观遗传调控，特别是微小RNA（miRNA）的作用引起了广泛关注。槲皮素作为一种天然黄酮类化合物，因其抗炎和抗氧化特性而被研究，但其在肺纤维化中的具体作用机制尚不明确。

在这项发表于《Non-coding RNA Research》的研究中，研究人员旨在揭示槲皮素是否通过调控特定的miRNA及其下游的线粒体功能来对抗肺纤维化。他们重点关注了miR-423–5p以及线粒体复合体I的一个关键亚基NDUFS7。

为了回答这些问题，研究人员综合运用了生物信息学分析、动物模型和细胞实验。他们从GEO数据库（GSE110147数据集）获取了肺纤维化患者的转录组数据，分析了线粒体氧化呼吸链相关基因的表达差异。在动物实验中，他们通过气管雾化博来霉素（BLM）在小鼠中诱导肺纤维化模型，并采用气管途径给予槲皮素进行治疗，这种方法可以实现靶向肺部给药，提高生物利用度并减少全身毒性。组织病理学变化和胶原沉积通过苏木精-伊红（H&E）染色和马松三色（Masson）染色进行评估。在细胞实验中，他们用转化生长因子-β1（TGF-β1）刺激A549人肺上皮细胞和MRC-5成纤维细胞，并转染miR-423–5p抑制剂或模拟物，检测细胞外基质（ECM）相关蛋白（如纤维连接蛋白1 FN1、I型胶原α1 COL1A1、α-平滑肌肌动蛋白 α-SMA）和NDUFS7的表达水平。此外，他们还通过检测活性氧（ROS）产生、三磷酸腺苷（ATP）含量、过氧化氢（H₂O₂）水平和线粒体膜电位来评估线粒体功能。双荧光素酶报告基因实验用于验证miR-423–5p与NDUFS7基因3‘-非翻译区（3’-UTR）的直接结合。

3.1. 槲皮素对博来霉素暴露小鼠组织病理学改变和胶原产生的影响

研究发现，槲皮素治疗显著减轻了博来霉素引起的小鼠体重下降和肺水肿，改善了肺泡壁增厚、肺泡空间减少等组织病理学改变，并减少了肺间质胶原纤维的产生和沉积。

3.2. MiR-423–5p的表达水平及其调控

在博来霉素诱导的肺纤维化小鼠肺组织以及TGF-β1刺激的A549细胞中，miR-423–5p的表达水平均显著升高。槲皮素治疗能够显著降低纤维化小鼠肺组织中miR-423–5p的表达。

3.3. 槲皮素减轻博来霉素诱导肺纤维化小鼠肺组织细胞外基质重塑

蛋白质印迹（Western Blot）和免疫荧光分析显示，槲皮素处理下调了博来霉素诱导的FN1、COL1A1和α-SMA的表达，而上皮钙黏蛋白（E-cadherin）的表达则被恢复，表明槲皮素缓解了ECM重塑。

3.4. 槲皮素调控肺组织中NDUFS7的表达

在肺纤维化模型中，NDUFS7的mRNA和蛋白表达水平均下降，而槲皮素干预逆转了这种下调。同时，NADPH氧化酶4（NOX4）的表达在纤维化中升高，槲皮素处理使其降低。

3.5. MiR-423–5p抑制剂在体外调控A549和MRC-5细胞中NDUFS7的表达

在TGF-β1诱导的A549和MRC-5细胞中，抑制miR-423–5p可增加NDUFS7的mRNA和蛋白表达水平。双荧光素酶报告基因实验证实miR-423–5p可直接靶向NDUFS7的3‘-UTR并抑制其表达。抑制miR-423–5p还能缓解TGF-β1诱导的ECM重塑。

3.6. MiR-423–5p抑制剂通过miR-423–5p/NDUFS7通路调控线粒体功能和ROS产生

抑制miR-423–5p可改善TGF-β1诱导的线粒体功能障碍，表现为ROS产生减少、线粒体膜电位恢复、H₂O₂水平下降以及ATP合成增加。

研究结论表明，槲皮素通过下调miR-423–5p，解除其对NDUFS7的翻译抑制，从而改善线粒体复合体I功能，减少氧化应激，最终抑制ECM过度沉积和肺纤维化进展。讨论部分强调，该研究首次揭示了miR-423–5p/NDUFS7轴在肺纤维化中的作用，并证实槲皮素靶向该轴的治疗潜力。尽管槲皮素存在水溶性差、生物利用度低等挑战，但通过气管雾化给药等策略有望克服这些限制。未来研究需在miR-423–5p基因敲除动物和临床样本中进一步验证此通路，并开发更高效的槲皮素递送系统。该研究为理解肺纤维化的分子机制和开发新的治疗策略提供了重要见解。