综述:代谢重编程在驱动肾脏疾病中巨噬细胞转化中的关键作用

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Cellular & Molecular Biology Letters 9.2

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  这篇综述深入探讨了代谢重编程(Metabolic Reprogramming)如何通过调控巨噬细胞(Macrophages)的葡萄糖代谢(如糖酵解、TCA循环)、脂质代谢(如脂肪酸氧化FAO)和氨基酸代谢(如精氨酸Arg1通路),驱动其从促炎(M1)向抗炎(M2)表型转化,进而影响急性肾损伤(AKI)和慢性肾病(CKD)的炎症修复与纤维化进程。文中重点揭示了HIF-1α、PKM2、PFKFB3等关键靶点及mTOR/AMPK信号通路的调控机制,为干预肾脏纤维化提供了新靶点。

  

巨噬细胞表型多样化与功能转化

巨噬细胞在肾脏疾病中表现出高度异质性,传统M1/M2二分法已无法涵盖其动态行为。单细胞RNA测序(scRNA-seq)揭示,缺血再灌注损伤(IRI)早期,骨髓源性单核细胞(BMDM)分化为促炎表型(如S100a8/a9+
巨噬细胞),分泌IL-1β、TNF-α等加剧炎症;后期则转化为抗炎表型(如Trem2+
巨噬细胞),通过清除凋亡细胞促进修复。若持续活化,巨噬细胞可进一步分化为促纤维化表型(如Fn1+
Spp1+
巨噬细胞),激活肌成纤维细胞并加速胶原沉积。

代谢重编程与巨噬细胞表型转化

葡萄糖代谢重编程
促炎巨噬细胞依赖糖酵解和磷酸戊糖途径(PPP),关键酶HK2、PFKFB3和PKM2通过稳定HIF-1α促进IL-1β分泌。例如,UUO模型中PFKFB3介导的糖酵增强驱动纤维化,而PKM2的乳酸化修饰可促使其向抗炎表型转化。抗炎巨噬细胞则依赖完整TCA循环和OXPHOS,IL-4通过激活PPARγ-PGC-1β轴增强线粒体代谢。

脂质代谢重编程
促炎状态下,SREBP-1a介导的脂肪酸合成支持炎症小体激活;而抗炎状态下,PPARγ驱动的脂肪酸氧化(FAO)提供能量。在肾结石模型中,STAT6抑制PPARα会促进巨噬细胞-肌成纤维细胞转化,加剧纤维化。

氨基酸代谢重编程
精氨酸代谢是表型转换的关键节点:iNOS催化生成促炎性NO,而Arg1催化生成修复性鸟氨酸。谷氨酰胺代谢通过α-KG调控Jmjd3依赖性表观遗传修饰,抑制NF-κB通路。色氨酸代谢产物犬尿氨酸通过AhR通路促进M2极化,在狼疮肾炎(LN)中具有免疫抑制作用。

靶向代谢重编程的治疗策略

临床前研究显示,抑制PKM2(如Shikonin)或PFKFB3可减轻IRI炎症;激活EP4-CPT2轴通过增强FAO改善纤维化。此外,靶向HIF-1α(如Roxadustat)或补充特定氨基酸(如精氨酸)可调节巨噬细胞功能,但需注意时空特异性。

挑战与展望

尽管代谢干预前景广阔,但巨噬细胞代谢网络的复杂性、微环境依赖性及个体差异仍是重大挑战。未来需建立标准化命名体系,整合多组学数据,并开发时空特异性调控策略,以精准干预肾脏疾病进程。

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