MSCs源HGF通过调控mitoSTAT3介导的铜流与呼吸缓解AKI后衰老

　　本研究针对急性肾损伤（AKI）后肾衰老加剧肾功能恶化的问题，开展了人脐带间充质干细胞（hUC-MSCs）源肝细胞生长因子（HGF）调控线粒体STAT3（mitoSTAT3）介导的铜稳态与呼吸功能的研究。结果表明hUC-MSCs通过HGF/cMet促进STAT3 Ser727磷酸化并线粒体转位，结合铜伴侣蛋白COX17增强线粒体铜外排及呼吸链复合体IV活性，从而减轻肾小管细胞衰老。该研究为靶向线粒体铜代谢的肾脏保护策略提供了新机制。

　　

急性肾损伤（AKI）是临床常见的危重症，其特征为肾小球滤过率急剧下降。尽管医疗技术不断进步，超过90%的危重症患者可能在三年内出现不良肾脏结局。更为严峻的是，AKI后的肾脏衰老过程会显著加速肾功能恶化，而这一过程与线粒体功能紊乱密切相关。既往研究表明，细胞内铜离子积聚会加速衰老，特别是铜转运蛋白CTR1可引起肾小管上皮细胞（RTECs）衰老，而线粒体铜伴侣蛋白COX17对维持呼吸链复合体IV活性具有关键作用。不过，COX17是否直接参与调控肾脏衰老尚不明确。

在这一背景下，Zhuang等研究人员在《Stem Cell Research & Therapy》上发表了最新研究成果。他们发现人脐带源间充质干细胞（hUC-MSCs）可分泌肝细胞生长因子（HGF），通过激活cMet受体，促进STAT3蛋白Ser727位点磷酸化（STAT3pSer727）并转位至线粒体（形成mitoSTAT3），进而结合COX17，调控线粒体铜外排、增强呼吸链复合体IV功能，最终缓解AKI后肾小管细胞衰老及纤维化进展。

为开展本研究，作者运用了多项关键技术：首先建立小鼠单侧肾缺血再灌注损伤（uIRI）模型，并实施肾被膜下hUC-MSCs移植；通过RNA测序进行转录组分析；采用蛋白质免疫共沉淀（Co-IP）、分子对接及分子动力学模拟分析蛋白互作；使用免疫荧光与Western blot检测蛋白表达与定位；应用特异性抑制剂（如mtcur-1靶向抑制mitoSTAT3，SGX-523抑制cMet）及基因敲降（如慢病毒shRNA敲低HGF或COX17）进行功能验证；此外还开展了细胞水平缺氧复氧模型、线粒体功能检测（ATP、膜电位、活性氧、mPTP开放度）、亚细胞铜离子含量测定等关键技术。

研究主要结果如下：

hUC-MSCs逆转uIRI诱导的肾衰老，伴随STAT3pSer727与COX17上调

在uIRI模型小鼠中，hUC-MSCs治疗显著改善肾功能（降低血清肌酐Scr与血尿素氮BUN），减轻肾纤维化与衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）活性，并上调STAT3pSer727及COX17蛋白表达。RNA测序进一步提示，hUC-MSCs调控的衰老过程与铜稳态及呼吸链复合体IV功能密切相关。

HGF介导hUC-MSCs对STAT3pSer727与COX17的调控

通过慢病毒敲降hUC-MSCs中的HGF，其治疗效果被显著削弱，表现为肾功能恶化、衰老标志物（p53、p21、p16）升高，同时STAT3pSer727与COX17表达下降。这表明HGF是hUC-MSCs发挥抗衰老作用的关键因子。

STAT3pSer727与COX17存在强结合作用

Co-IP、分子对接及动力学模拟均证实，STAT3pSer727与COX17具有高亲和力，磷酸化后的STAT3表现出更稳定的结合构象和更多氢键，提示二者在线粒体外膜形成功能复合物。

cMet/mitoSTAT3通路调控线粒体铜流与呼吸

抑制cMet或mitoSTAT3均导致肾功能下降、ATP合成减少、线粒体形态破坏，并升高SA-β-gal活性。此外，这两种干预还降低COX17与mt-Co1（复合体IV关键亚基）表达，突出该通路在维持线粒体铜排泄与呼吸功能中的作用。

体外实验验证HGF/cMet/mitoSTAT3/COX17轴的功能

在缺氧复氧RTECs中，hUC-MSCs条件培养基（MSC-CM）可增强STAT3pSer727线粒体转位及其与COX17互作，提高复合体IV活性，降低胞内铜负荷与衰老表型。而使用HGF/cMet中和抗体、mitoSTAT3抑制剂或COX17敲降均可逆转上述保护效应，进一步证实该通路在调控线粒体功能与细胞衰老中的核心地位。

本研究结论表明，hUC-MSCs源HGF通过cMet受体激活STAT3pSer727，促进其线粒体转位并与COX17相互作用，增强线粒体铜离子外排能力与呼吸链复合体IV活性，最终减轻AKI后肾小管上皮细胞衰老及肾脏损伤。该研究不仅揭示一种新的mitoSTAT3–COX17调控轴，也为开发针对线粒体铜代谢的肾脏疾病治疗策略提供了理论依据和潜在靶点。