由日本名古屋大學研究生院創藥科學研究科的辰川英樹助教和篠田祥希（研究生）、人見清隆教授等人組成的研究團隊開展的關於抑制發炎的M2巨噬細胞的研究表明，由轉麩醯胺酶2「TG2」引發的腎纖維化，將導致腎功能耗竭。將TG2缺損的小鼠骨髓移植到骨髓細胞被破壞的野生小鼠活體內，即使誘導腎纖維化，也會抑制腎纖維化的發生。研究發現「TG2」能誘導來自特定單核球的M2巨噬細胞極化，並透過誘導產生細胞外基質的肌纖維母細胞導致腎纖維化。該研究成果有望用於開發新的腎功能耗竭的冶癒方法。研究成果已刊登於國際學術雜誌《Cell Death&Disease》3月2日刊上。
巨噬細胞是白血球的一種，透過抗原提示和發炎反應的調節等手段與其他免疫細胞協調來維持生物體的恆定性。通常常居臟器以及來源於骨髓單核球。常居受傷害位置的巨噬細胞先發揮作用，若傷害顯著，會由單核球送往傷害部位。另外，根據微環境變化，巨噬細胞會分化（極化）爲促進發炎（M1）和抑制發炎（M2）兩種不同性質，雙方都存大多種類型。這些細胞的區分是以表面蛋白質等爲標記進行的。
M2巨噬細胞抑制過度的發炎反應，發生慢性發炎時，伴隨開墾反應促進膠原蛋白等的產生，會引發纖維化。病情隊形變換後，承擔過濾功能的組織的功能被膠原蛋白等阻礙。因此，在腎傷害中，可透過去除巨噬細胞改善病情，因此作爲冶癒靶點備受關注。
另一方面，由於纖維化本身是組織開墾的一個程序，目前只開發出了延緩病情惡化的藥物。此外，由於有關巨噬細胞極化的認識也並不充分，其分子機制與小鼠共通的元素也較少，研究較爲困難。
對此，本次研究團隊在研究M2巨噬細胞時，將目光放在了與人和小鼠的纖維化均有關的TG2上。TG2是在蛋白質間形成交聯結構的酶，透過麩胺酸殘基和離胺酸殘基形成異肽交聯鍵並在全身表達。
首先，研究團隊製備了TG2缺損小鼠誘導腎纖維化，腎巨噬細胞的絕對量出現減量。相對應地在腎纖維化野生小鼠中則是增加的。透過流式細胞術分析TG2缺失導致減量的是哪種巨噬細胞，結果發現被誘導的是在TG2中抑制了特定標記的M2巨噬細胞。
此外，TG2缺損小鼠腎纖維化受到抑制，產生促進纖維化的膠原蛋白的肌纖維母細胞減量，膠原蛋白本身也有所減量。
爲明確這種巨噬細胞的來源（常居性還是骨髄單核球）和功能，研究團隊透過骨髓移植和向腎臟進行的巨噬細胞移植來進行了研究。
結果發現，因腎纖維化而增加的M2巨噬細胞中，95%以上來自單核球。在腎纖維化方面，骨髓的單核球透過血液循環，浸潤到腎臟的傷害部位，分化爲巨噬細胞後，TG2極化爲M2。
此外，使用人類單核球系，在分化爲巨噬細胞後，用IL4誘導成爲M2型時，若用抑制劑來抑制TG2，則得到與小鼠同樣抑制了特定標記的巨噬細胞。
爲闡明TG2在極化中的作用，透過全面的基因表現分析研究了TG2抑制劑減量且無抑制劑時，表達增加的基因。
結果發現有多個基因符合條件，其中酶基因ALOX15的表達量顯著增高。ALOX15將落花生四烯酸氧化爲15-羥二十碳四烯酸（15-HETE）。
這些結果表明，骨髓的單核球聚集在腎臟，ALOX15在TG2的下游發揮作用，極化M2巨噬細胞，激活纖維母細胞，從而推進腎纖維化。
纖維化還與腎臟以外的功能不全有關，因此也有可能以同樣的分子機制發生疾病。
有望開發出副作用少的冶癒藥物
辰川助教表示：「表達TG2和ALOX15的巨噬細胞，在人類和小鼠的實驗中均得到了相同結論，今後我們希望在實際患有腎病的患者身上觀察巨噬細胞。也希望由此研發出副作用少，真正意義上的抗纖維化藥物」。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Cell Death&Disease
論文：Tissue transglutaminase exacerbates renal fibrosis via alternative activation of monocyte-derived macrophages
DOI：10.1038/s41419-023-05622-5
