序文

慢性腎臓病（Chronic Kidney Disease, CKD）は、腎臓の構造が長期的に損傷を受け、腎機能が徐々に失われていく疾患です。現在、世界の成人の約10%がCKDの影響を受けており、毎年約120万人が死亡しています。腎線維化はCKDの病理学的特徴の一つであり、線維芽細胞の活性化と腎間質における細胞外マトリックス（Extracellular Matrix, ECM）の蓄積が特徴です。CKD患者の治療において、レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系阻害剤、新しいナトリウム-グルコース共輸送体2阻害剤、非ステロイド性ミネラルコルチコイド受容体拮抗薬など、顕著な進歩がありましたが、これらの治療法は間接的な抗線維化効果しか持たず、特定の抗線維化薬は存在しません。

研究背景

腎線維化の管理は非常に挑戦的な課題です。腎疾患における複雑なシグナル冗長性と多様な細胞応答が、治療の難しさを著しく高めているためです。腎線維化は通常、マクロファージが主導する免疫応答を伴い、これらのマクロファージが線維化部位で線維芽細胞を活性化します。しかし、マクロファージは高度に異質性を持つため、治療標的としての可能性が大幅に低下します。したがって、本研究は、腎臓線維化を促進する特定のマクロファージサブセットを時空間的に特異的に除去することを目的としています。

研究チームと出版情報

この研究は、中国人民解放軍総合病院第一医療センター腎臓病科、解放軍腎臓病研究所、国家腎臓病重点実験室、北京市腎臓病研究重点実験室、およびその他の協力機関によって完成されました。主要な研究者にはQing Ouyang、Chao Wang、Tian Sangらが含まれます。論文は2024年6月13日に「CELLMolecular Immunology」誌にオンライン掲載されました。

研究方法

本研究では、研究者たちはまず腎臓における主要な線維化促進マクロファージサブセット（FN1+、SPP1+、ARG1+）を特定し、「生物活性化体内組立PK（BIVA-PK）」と名付けた12-ペプチド糖ペプチドを構築しました。これは、これらの線維化促進マクロファージに特異的に結合し内在化することができ、マクロファージの死を誘導することで腎臓の微小環境を再構築し、線維化促進免疫反応を抑制します。

サンプルとモデルの確立

研究者たちは、片側腎虚血再灌流（unilateral ischemia/reperfusion injury, uIRI）マウスモデルを使用して、虚血再灌流障害による腎線維化の進行を示しました。Massonトリクローム染色と免疫組織化学分析を通じて、急性炎症から慢性炎症への移行、そして線維化への発展過程を明らかにしました。

タンパク質の同定と機能分析

単一細胞RNA配列決定（SCRNA-SEQ）と細胞質量分析（CYTOF）などの技術を用いて、研究者たちは腎線維化に関連する主要なマクロファージサブグループの同定に成功しました。CD206+ M2様マクロファージが腎線維化の主要な寄与因子であることが分かりました。免疫蛍光染色とフローサイトメトリーにより、これらのマクロファージの腎間質線維化部位での分布と発現レベルがさらに確認されました。

部位特異的処理

問題のマクロファージの数を特異的に減少させ、腎臓の線維化を軽減するために、研究者たちはBIVAナノテクノロジーの改良を通じて、CD206+マクロファージを標的とするペプチドを設計しました。末端にマンノース修飾を施し、CD206への特異的結合を保証しました。その後、機能性キリングペプチドLTX-315と結合させました。

主要な研究結果

ウェスタンブロット分析と免疫染色により、構造修飾後のBIVA-PKペプチドがCD206依存性エンドサイトーシスを介してマクロファージに特異的に侵入し、リソソーム内でカテプシンB（Cathepsin B）により切断されることが確認されました。その後、ペプチド断片は細胞内でβシート型ナノファイバーに自己組織化し、機能性ペプチドPKがマクロファージの死を引き起こします。BIVA-PKは、in vitroおよびin vivoの両方で、線維化促進マクロファージに対する高い選択性と強力な抗線維化活性を示しました。

体内分布と安全性検査

体内蛍光イメージングデータは、BIVA-PKが注射後長時間にわたり、損傷を受けた腎臓に優先的に蓄積し、健康な腎臓や他の主要臓器での集積は顕著ではないことを示しました。主要臓器の蛍光分析と組織病理学的検査の結果、BIVA-PKによる全身性毒性は軽度で、穏やかな形態学的変化のみが見られました。

抗線維化効果の検証

部位特異的治療実験において、BIVA-PKはECMの過剰蓄積とα-SMA+線維芽細胞の活性化を抑制することで、腎臓の線維化を著しく軽減し、腎機能を改善しました。免疫染色により、BIVA-PK治療を受けたマウスの腎組織でCD206+マクロファージの数が著しく減少していることが示されました。

結論と意義

BIVA-PKは、腎線維化を促進するマクロファージを特異的に除去することで腎線維化を著しく改善し、CKD患者に対する潜在的な治療法を提供しました。研究は、BIVA-PKが腎臓線維化を誘導する微小環境を再構築し、線維化の進行を阻止し腎機能を保護することを示し、高い科学的価値と応用の見込みがあることを示しています。将来の臨床研究では、この治療戦略の有効性と安全性をさらに検証することが期待されます。

展望

BIVA-PKが現在の研究で強力な抗線維化能力を示したにもかかわらず、将来的にはマクロファージの死が免疫反応と腎臓線維化に与える影響のメカニズムをさらに明確にする必要があります。さらに、ヒトとマウスの種差を考慮すると、将来の前臨床研究では、ヒトCKDの進行をより正確に再現するため、より高い翻訳可能性を持つヒト化マウスや大型動物モデル（非ヒト霊長類など）を利用する必要があります。

この研究は、FN1+SPP1+MRC1+マクロファージが腎臓の線維化促進微小環境の主要な寄与因子であることを証明し、12ペプチドBIVA-PKを発見しました。これはマクロファージの膜と

ミトコンドリアの恒常性を乱し、細胞死を誘導することで、腎線維化の阻止と腎機能の保護において強力な効果を示しました。この研究は、将来のCKD患者の治療に対する潜在的な治癒法を提供しています。