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肾动脉狭窄（RAS）可致肾损伤，巨噬细胞 - 肌成纤维细胞转化（MMT）与肾纤维化相关，但机制不明。研究人员探究细胞衰老对 MMT 及肾纤维化的影响，发现 p16INK-4a+巨噬细胞经 MMT 促纤维化，或为治疗靶点。
在人体的 “生命之河”—— 肾脏中，肾动脉狭窄（RAS）就像一颗危险的 “暗礁”，它不仅是引发肾血管性高血压的 “罪魁祸首”，还可能将肾脏一步步拖向终末期肾病的深渊。肾动脉狭窄引发的肾脏损伤，伴随着炎症、微血管丢失和间质纤维化，如同一场肆虐的风暴，严重破坏着肾脏的正常功能。巨噬细胞在其中的作用至关重要，它们的浸润会加剧肾脏损伤，促使纤维化和微血管受损，就像一群捣乱的 “小怪兽”。不过，巨噬细胞究竟是如何引发纤维化的，这个谜题一直困扰着科研人员。此外，细胞衰老在肾脏疾病中的角色也越发受到关注，它与巨噬细胞之间有没有什么秘密联系呢？为了解开这些谜团，来自东南大学附属中大医院等机构的研究人员踏上了探索之旅。
这项研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。研究人员的发现意义重大，他们揭示了巨噬细胞与肾纤维化之间的关键联系，为治疗缺血性肾病提供了全新的方向。这就好比在黑暗中找到了一盏明灯，为攻克肾脏疾病带来了新的希望。
研究人员为了开展研究，用到了多种关键技术方法。在动物实验方面，利用小鼠构建肾动脉狭窄模型，通过手术在小鼠右肾动脉植入塑料动脉套来诱导 RAS。实验结束后，采用微磁共振成像（MRI）测量肾脏灌注，同时对肾脏进行组织学和分子学检测，包括 Masson 染色观察纤维化情况、免疫荧光检测蛋白表达等。在细胞实验方面，分离培养人肾近端小管上皮细胞（HRPTEpiC）和巨噬细胞，通过转染 siRNA 或质粒来调控相关基因表达，运用 Western blot 和 PCR 技术检测蛋白和基因表达水平。
下面让我们来看看具体的研究结果：
- INK-ATTAC RAS 小鼠中 MMT 的鉴定：研究人员利用 INK-ATTAC 小鼠进行实验，这种小鼠能在衰老细胞中表达 p16INK-4a启动子驱动的绿色荧光蛋白。在 RAS 小鼠发生肾纤维化后，研究人员发现其狭窄肾脏皮质灌注减少，血浆肌酐升高，收缩压也有所增加。而且，促炎和促纤维化的衰老相关分泌表型（SASP）基因的 mRNA 表达显著升高。通过共聚焦显微镜，研究人员在 RAS 小鼠的狭窄肾脏中检测到了 F4/80+p16INK-4a+α-SMA+细胞，这表明 p16INK-4a+巨噬细胞是 MMT 过程的来源。这些 MMT 细胞约占 α-SMA 肌成纤维细胞总数的 50%，F4/80+p16INK-4a+细胞约占 F4/80 细胞总数的 80%，而正常小鼠的这类 MMT 细胞则少得多。此外，研究人员用氯膦酸盐处理 RAS 小鼠以清除巨噬细胞，发现 p16INK-4a和 α-SMA 分别减少，进一步证实了约 50% 的巨噬细胞参与了 MMT。
- 衰老细胞清除减少 MMT：研究人员使用 AP20187 诱导衰老细胞清除，结果发现，经过 AP20187 处理后，RAS 小鼠的血浆肌酐水平下降，狭窄肾脏的皮质灌注得到改善，肾小管间质纤维化和促炎标记物表达也明显降低。而且，RAS 肾脏中 MMT 细胞的数量显著减少，衰老标记物 SA-β-gal 也显著降低。这表明清除衰老细胞可以减轻与 p16INK-4a+相关的 MMT，缓解肾脏纤维化和炎症。
- 衰老细胞在体外诱导 MMT：研究人员在体外将衰老细胞和巨噬细胞共培养，以验证衰老细胞对巨噬细胞的直接作用。他们发现，用 TNF-α 和 TGF-β 处理 HRPTEpiC 72 小时能有效诱导其衰老，增加 SA-β-gal 阳性细胞数量和衰老标记物的表达。将衰老的 HRPTEpiC 与巨噬细胞共培养后，巨噬细胞的增殖能力下降，衰老标记物的蛋白和 mRNA 水平均升高，CD68、p16INK-4a和 α-SMA 的共定位也增加。这说明衰老细胞能直接诱导巨噬细胞发生 MMT 并表达衰老标记物。
- 衰老细胞中的 IFITM3 介导其与巨噬细胞的通讯：IFITM3 在衰老细胞及其上清液中的表达显著增加。研究人员转染 IFITM3 siRNA 抑制其表达，发现能阻止衰老细胞诱导的 MMT，α-SMA、胶原蛋白 - I 等蛋白的表达降低，CD68、p16INK-4a和 α-SMA 的免疫荧光共定位也减少。这表明 IFITM3 在衰老细胞与巨噬细胞的通讯中发挥着重要作用。
- ITGB3 在 IFITM3 调节的 MMT 中的作用：ITGB3 在衰老细胞中显著上调，可能参与激活 MMT。研究人员转染 ITGB3 siRNA 发现能阻止衰老细胞诱导的 MMT，相关蛋白表达降低。而转染 IFITM3 质粒使 IFITM3 过表达后，能抵消 ITGB3 siRNA 对 MMT 的抑制作用，增加相关蛋白表达和免疫荧光共定位。这说明衰老细胞的 IFITM3 调节 MMT，至少部分是通过巨噬细胞的 ITGB3 介导的。
- 巨噬细胞 - 肌成纤维细胞转化途径：研究人员评估了 TGF-β 和 Smad3 在巨噬细胞中的表达和激活情况，发现它们在与衰老的 HRPTEpiC 共培养后表达增加，而在 IFITM3-siRNA 或 ITGB3-siRNA 处理后表达降低。当 IFITM3 在 HRPTEpiC 中过表达时，这种抑制作用会减弱。此外，过表达 ITGB3 并沉默 IFITM3，会使胶原蛋白 - I、p21Cip1/Waf1和 TGF-β 的表达上调。这些结果表明，IFITM3-ITGB3 调节的 MMT 与 TGF-β 和 Smad3 的上调有关。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，小鼠 RAS 会诱导肾脏 MMT 和纤维化，清除 p16INK-4a阳性细胞后这些情况会减轻，说明细胞衰老在其中起到了重要作用。衰老的上皮细胞和巨噬细胞之间的相互作用，部分是通过它们分别表达的 IFITM3 和 ITGB3 介导的，并且涉及促纤维化的 TGF-β/Smad3 的激活。这一发现揭示了衰老相关的 MMT 在缺血性肾脏重塑中的关键作用，为将 MMT 作为缺血性肾病的治疗靶点提供了理论依据。不过，研究也存在一些局限性，比如 p16INK-4a和 SA-β-gal 作为巨噬细胞衰老标记物的适用性还不确定，AP20187 可能会同时清除衰老的实质细胞和活化的巨噬细胞。但总体而言，这项研究为深入理解肾脏疾病的发病机制和开发新的治疗策略提供了重要的线索，具有极高的科研价值和临床应用潜力。
