科研动态|曾文团队创建CAR-M2靶向成纤维-内皮空间界面免疫细胞新疗法实现肾纤维化逆转

发布时间:2026年6月23日
















慢性肾脏病(CKD)已成为全球第四大死因,超过10%的人口受其影响。肾纤维化是CKD进展的终末通路,目前尚无有效的抗纤维化药物获批。纤维化微环境的核心特征包括成纤维细胞异常活化、微血管稀疏和细胞外基质过度沉积等,如何在抗纤维化的同时调控血管生态从而保障肾脏再生是领域内公认的难题。
近日,陆军军医大学曾文教授(金凤实验室兼职PI)团队在《Cell Reports Medicine》上发表研究论文,该研究从临床CKD患者样本出发,首次鉴定出促纤维化Cxcr2+内皮细胞亚群,并设计靶向FAP+成纤维细胞的嵌合抗原受体M2巨噬细胞(CAR-M2),结合水凝胶肾被膜下递送,成功逆转肾纤维化并重建血管网络,实现“双管齐下”逆转纤维化

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技术创新:设计兼具靶向吞噬与血管重建能力的CAR-M2免疫细胞治疗新策略,创建HAMA-CS水凝胶肾被膜下原位精准递送平台。

受肿瘤免疫治疗启发,团队将嵌合抗原受体技术引入肾纤维化治疗,并针对纤维化生态位抗纤维化与促血管生成的协同需求,设计了双功能CAR-M2载体:包含抗FAP单链可变区(scFv)、CD8铰链及跨膜区、CD137共刺激域、CD3ζ吞噬信号域及IL-4分泌序列。该设计具有三重优势:抗FAP scFv精准靶向并吞噬纤维化特异活化FAP⁺成纤维细胞;CD3ζ增强吞噬效率;IL-4维持M2表型,直接参与肾微血管重建。体外实验证实,CAR-M2显著上调M2标志物(CD163、Arg-1、IL-10),其培养上清可促进人脐静脉内皮细胞管形成,且对FAP⁺人肾成纤维细胞的吞噬效率较对照组提升2倍以上,为体内应用奠定了坚实基础。

为解决细胞在体内存活率低、难以靶向实质器官的问题,团队设计了一种低溶胀、可注射的HAMA-CS水凝胶,通过肾被膜下微创注射,将CAR-M2局部递送至纤维化肾脏。该水凝胶在体内可持续释放CAR-M2达21天,显著提高细胞驻留和治疗效果。

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▲ CAR-M2靶向清除FAP+成纤维细胞并调控Cxcr2+内皮细胞逆转肾纤维化的整体研究思路(摘自Cell Reports Medicine)

核心发现一:从临床出发,CKD患者肾组织存在FAP高表达与微血管稀疏,并首次鉴定促纤维化Cxcr2+内皮细胞亚群。

研究团队通过分析临床CKD患者肾活检样本及公共单细胞数据库,发现成纤维细胞活化蛋白FAP在纤维化肾组织成纤维细胞中显著高表达,而在正常肾及心、肝、脾、肺等主要器官中几乎不表达,证实FAP是理想的抗纤维化治疗靶点。同时,CD31染色和micro-CT血管造影显示,纤维化肾脏存在显著的微血管稀疏,UUO小鼠肾皮质毛细血管密度较正常下降超过40%,这种血管减少导致组织缺氧和修复能力丧失,使纤维化进入不可逆阶段。因此,理想的抗纤维化治疗不仅要清除致病细胞,还必须重建血管网络。

为解析抗纤维化治疗的细胞基础,研究团队对Sham、UUO两组小鼠肾脏进行单细胞转录组测序,发现纤维化肾脏中存在一个高表达Cxcr2的内皮细胞亚群,该亚群在正常肾脏中几乎不存在,富集了促纤维化、细胞外基质重塑等基因通路。通过构建Cdh5-CreERT2;Cxcr2-DreERT2;Rosa-LSL-RSR-tdTomato-DTR细胞消融基因小鼠,团队证实特异性清除Cxcr2⁺内皮细胞可减轻肾纤维化约50%并改善肾功能,首次直接证明了该亚群是驱动肾纤维化的关键细胞。通过分析临床CKD患者肾活检样本及公共单细胞数据库,在人类CKD样本中同样验证了Cxcr2⁺内皮细胞的富集及其与纤维化程度的正相关,提示该亚群是纤维化进展的关键驱动者。

核心发现二CAR-M2通过分泌MMP2激活RXRA,诱导Cxcr2⁺内皮细胞线粒体自噬依赖性凋亡。

进一步的机制研究表明,CAR-M2在靶向FAP⁺成纤维细胞后,显著上调MMP2的分泌。MMP2作用于邻近的Cxcr2⁺内皮细胞,激活转录因子RXRA,进而诱导线粒体自噬和细胞凋亡,从而清除这群促纤维化内皮细胞。在动物模型中,抑制MMP2或RXRA均会削弱CAR-M2的抗纤维化效果,而激活RXRA可部分模拟治疗作用。人类CKD单细胞数据也显示,CXCR2+内皮细胞中RXRA活性显著降低。这些数据完整构建了“CAR-M2 → MMP2 → RXRA →线粒体自噬→ Cxcr2+内皮细胞凋亡”的信号通路,揭示了CAR-M2疗法“去坏留好”的深层分子机制。

治疗优势:抗纤维化+促血管新生,安全性良好。

在UUO模型中,肾被膜下注射CAR-M2水凝胶组的抗纤维化效果显著优于尾静脉注射、肾被膜下细胞溶液注射等对照组:胶原沉积面积减少约70%(p < 0.001),肾皮质毛细血管密度增加近2倍,接近正常水平,同时血肌酐、尿素氮等肾功能指标显著改善。更重要的是,CAR-M2治疗未引起明显的全身炎症反应或多器官免疫损伤,安全性良好。该系列实验首次证明,CAR-M2水凝胶递送系统能够在逆转纤维化的同时实现功能性血管重建。

临床转化前景:iPSC来源的“现货型”CAR-M2从肾纤维化到泛器官纤维化免疫治疗的新范式。

研究团队还成功利用诱导多能干细胞(iPSC)分化获得CAR-M2,结合微创的HAMA-CS水凝胶肾被膜下递送技术,为未来开发质量均一、可批量生产的“现货型”(off-the-shelf)通用细胞治疗产品奠定了坚实基础,有望突破原代巨噬细胞来源受限的临床转化瓶颈。同时,该研究鉴定了促纤维化的Cxcr2+内皮细胞亚群,并阐明了CAR-M2通过MMP2-RXRA-线粒体自噬轴特异性清除该亚群、同时利用M2表型促进血管重建的“去坏留好”机制。该策略具有普适性,可推广至肝、肺、心肌及皮肤等多种器官纤维化治疗。


      Cell Reports Medicine 是 Cell Press(细胞出版社)旗下的一本高水平开放获取(OA)医学期刊,主要发表转化和临床生物医学科学的前沿研究。2026年影响因子14,JCR分区Q1。


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https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2026.102698