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文章背景简介   

BACKGROUND INTRODUCTION

结节病（sarcoidosis）是一种非干酪样坏死性上皮细胞肉芽肿炎症性疾病，病因不明，以侵犯肺实质为主，并累及全身多脏器，如淋巴结、皮肤、关节、肝、肾及心脏等组织，临床经过较隐匿，病人可因完全性房室传导阻滞和（或）充血性心力衰竭而猝死，甚至以猝死为首发症状。

结节病是一种典型的肉芽肿病，其肉芽肿通常会在全身器官中发展，包括皮肤、肺、淋巴结、心脏和眼睛。肉芽肿是一种边界清晰的慢性炎性病变，主要由巨噬细胞和其他炎性细胞组成，并且经常可以观察到巨噬细胞分化为上皮样细胞和多核巨细胞。肉芽肿通常表现为对长时间未消化的外源性异物的反应。与未融合的巨噬细胞相比，巨细胞通常表现出更高的ROS水平和产酸水平，它们共同促进了对外来物质和微生物的排斥。由NADPH氧化酶(NOX)、细胞因子、粘附蛋白和受体产生的ROS在巨噬细胞融合中起着重要作用。结节病可在几年内不经治疗而消退，但也可能持续数十年。严重时，结节病可导致肺纤维化、失明和心力衰竭。除了类固醇对症治疗外，Janus激酶抑制剂也被考虑用于治疗结节病。然而，这些现有疗法不仅有明显的副作用，而且治疗成本很高。美国一项结节病对经济影响的分析表明，结节病的治疗是一个巨大的负担，平均每名患者在确诊后的第一年内，医疗保健费用总额约为19.714美元。

代谢过程的变化，包括巨噬细胞中的葡萄糖摄取和代谢、线粒体功能、氨基酸摄取、胆固醇和脂质合成，都与细胞因子产生和吞噬活性的改变有关。其中一个例子是磷酸戊糖途径(PPP)的上调，这对于维持急性氧化应激期间NADPH的供应至关重要。然而，目前人们对于在形成肉芽的巨噬细胞中产生NADPH的机制仍然知之甚少。

近年来，越来越多的研究表明髓系来源的细胞在各种病理学中有着重要的作用。其中髓系细胞触发受体2 （triggering receptor expressed on myeloid cells-2 TREM2）被认为是病理性诱导的免疫信号枢纽。TREM2是多种配体的受体，这些配体大多是组织损伤的标志。在生理状态下中，TREM2的活性仅限在特定的组织中，而在病理状态中，TREM2信号途径成为感知组织损伤并抑制损伤的免疫信号枢纽。TREM2属于免疫球蛋白超家族，是一种跨膜受体。TREM2有多种配体，主要为游离的结合在质膜上的带负电分子，包括细菌的成分、DNA、脂蛋白和磷脂等。TREM2有一个胞外域，该胞外域包含有一个V型免疫球蛋白结构域、一个短胞外域、一个跨膜螺旋结构域和一个短胞质尾端，没有信号转导和运输基序。在小鼠巨噬细胞中TREM2可以与接头蛋白DAP12和DAP10结合。TREM2与配体结合后，共受体分子会被磷酸化，募集细胞内的信号转导分子（DAP12对应Syk，DAP10对应PI3K）。在小鼠巨噬细胞中，钙离子动员需要DAP12，DAP10对于AKT1和ERK激活很重要（Cell观点 | 髓系细胞免疫信号枢纽——TREM2）。

TREM2信号及其调控策略

为了寻求新的治疗方向，日本京都大学的Satoshi Nakamizo等人开展了相关研究，并于2023年在《Journal of Clinical Investigation》杂志（IF2023=15.9，医学1区）发表了题为“Activation of the pentose phosphate pathway in macrophages is crucial for granuloma formation in sarcoidosis”的文章。

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所用到的主要方法

METHODS   

(1) 人体皮肤样本处理

(2) scRNA-Seq测序和比对

(3) 通路富集分析

(4) 组织免疫荧光染色

(5) HE染色

(6) ELISA

(7) 体外模型分析

(8) 定量PCR分析

(9) 代谢组学分析

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文章主要内容摘要

ABSTRACT 

结节病是一种病因不明的疾病，肉芽肿可在全身形成，通常用糖皮质激素治疗，目前尚没有批准的类固醇替代品。在这里，作者利用单细胞RNA测序技术研究了结节病患者肉芽肿形成的机制。作者发现：在皮肤结节病肉芽肿中，表达血管紧张素转换酶（ACE）和溶菌酶（结节病的诊断标志物）的髓系细胞2阳性（TREM2阳性）巨噬细胞上表达的触发受体的百分比增加了。结节病病变中的巨噬细胞是高代谢的，特别是磷酸戊糖代谢途径（PPP）的关键酶果糖-1,6-双磷酸酶1（FBP1）在系统性肉芽肿病变和结节病患者血清中的表达均升高了。在体外巨细胞和体内小鼠肉芽肿模型中，磷酸戊糖途径抑制剂均能减弱肉芽肿的形成。本文结果表明，磷酸戊糖途径可能是开发结节病治疗方法的一个有希望的靶点。

简而言之，本研究的主要内容有：

（1）受试者皮肤样本的细胞亚群分析

（2）免疫组化揭示FBP1阳性TREM2巨噬细胞构成肉芽肿

（3）FBP1阳性TREM2巨噬细胞在肉芽肿性皮肤病中的普遍性评估

（4）FBP1作为结节病生物标志物的潜力评估

（5）各巨噬细胞中被激活的代谢途径评估

（6）体外模型验证抑制PPP会抑制巨细胞的形成

（7）PPP抑制剂引起的细胞毒性评估

（8）体内小鼠模型验证抑制PPP可抑制肉芽肿的形成

       原文标题 : 巨噬细胞中磷酸戊糖途径的激活，对结节病肉芽肿的形成至关重要