由日本名古屋大学研究生院创药科学研究科的辰川英树助教和篠田祥希（研究生）、人见清隆教授等人组成的研究团队开展的关于抑制炎症的M2巨噬细胞的研究表明，由转谷氨酰胺酶2“TG2”引发的肾纤维化，将导致肾功能衰竭。将TG2缺损的小鼠骨髓移植到骨髓细胞被破坏的野生小鼠体内，即使诱导肾纤维化，也会抑制肾纤维化的发生。研究发现“TG2”能诱导来自特定单核细胞的M2巨噬细胞极化，并通过诱导产生细胞外基质的肌成纤维细胞导致肾纤维化。该研究成果有望用于开发新的肾功能衰竭的治疗方法。研究成果已刊登于国际学术杂志《Cell Death&Disease》3月2日刊上。
巨噬细胞是白细胞的一种，通过抗原提示和炎症反应的调节等手段与其他免疫细胞协调来维持生物体的恒定性。通常常居脏器以及来源于骨髓单核细胞。常居受损伤位置的巨噬细胞先发挥作用，若损伤显著，会由单核细胞送往损伤部位。另外，根据微环境变化，巨噬细胞会分化（极化）为促进炎症（M1）和抑制炎症（M2）两种不同性质，双方都存大多种类型。这些细胞的区分是以表面蛋白质等为标记进行的。
M2巨噬细胞抑制过度的炎症反应，发生慢性炎症时，伴随修复反应促进胶原等的产生，会引发纤维化。病情发展后，承担过滤功能的组织的功能被胶原蛋白等阻碍。因此，在肾损伤中，可通过去除巨噬细胞改善病情，因此作为治疗靶点备受关注。
另一方面，由于纤维化本身是组织修复的一个过程，目前只开发出了延缓病情恶化的药物。此外，由于有关巨噬细胞极化的认识也并不充分，其分子机制与小鼠共通的元素也较少，研究较为困难。
对此，本次研究团队在研究M2巨噬细胞时，将目光放在了与人和小鼠的纤维化均有关的TG2上。TG2是在蛋白质间形成交联结构的酶，通过谷氨酸残基和赖氨酸残基形成异肽交联键并在全身表达。
首先，研究团队制备了TG2缺损小鼠诱导肾纤维化，肾巨噬细胞的绝对量出现减少。相对应地在肾纤维化野生小鼠中则是增加的。通过流式细胞术分析TG2缺失导致减少的是哪种巨噬细胞，结果发现被诱导的是在TG2中抑制了特定标记的M2巨噬细胞。
此外，TG2缺损小鼠肾纤维化受到抑制，产生促进纤维化的胶原的肌成纤维细胞减少，胶原本身也有所减少。
为明确这种巨噬细胞的来源（常居性还是骨髄单核细胞）和功能，研究团队通过骨髓移植和向肾脏进行的巨噬细胞移植来进行了研究。
结果发现，因肾纤维化而增加的M2巨噬细胞中，95%以上来自单核细胞。在肾纤维化方面，骨髓的单核细胞通过血液循环，浸润到肾脏的损伤部位，分化为巨噬细胞后，TG2极化为M2。
此外，使用人类单核细胞系，在分化为巨噬细胞后，用IL4诱导成为M2型时，若用抑制剂来抑制TG2，则得到与小鼠同样抑制了特定标记的巨噬细胞。
为阐明TG2在极化中的作用，通过全面的基因表达分析研究了TG2抑制剂减少且无抑制剂时，表达增加的基因。
结果发现有多个基因符合条件，其中酶基因ALOX15的表达量显著增高。ALOX15将花生四烯酸氧化为15-羟二十碳四烯酸（15-HETE）。
这些结果表明，骨髓的单核细胞聚集在肾脏，ALOX15在TG2的下游发挥作用，极化M2巨噬细胞，激活成纤维细胞，从而推进肾纤维化。
纤维化还与肾脏以外的功能不全有关，因此也有可能以同样的分子机制发生疾病。
有望开发出副作用少的治疗药物
辰川助教表示：“表达TG2和ALOX15的巨噬细胞，在人类和小鼠的实验中均得到了相同结论，今后我们希望在实际患有肾病的患者身上观察巨噬细胞。也希望由此研发出副作用少，真正意义上的抗纤维化药物”。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Cell Death&Disease
论文：Tissue transglutaminase exacerbates renal fibrosis via alternative activation of monocyte-derived macrophages
DOI：10.1038/s41419-023-05622-5
