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文章背景簡介   

BACKGROUND INTRODUCTION

結節病（sarcoidosis）是一種非干酪樣壞死性上皮細胞肉芽腫炎癥性疾病，病因不明，以侵犯肺實質為主，并累及全身多臟器，如淋巴結、皮膚、關節、肝、腎及心臟等組織，臨床經過較隱匿，病人可因完全性房室傳導阻滯和（或）充血性心力衰竭而猝死，甚至以猝死為首發癥狀。

結節病是一種典型的肉芽腫病，其肉芽腫通常會在全身器官中發展，包括皮膚、肺、淋巴結、心臟和眼睛。肉芽腫是一種邊界清晰的慢性炎性病變，主要由巨噬細胞和其他炎性細胞組成，并且經常可以觀察到巨噬細胞分化為上皮樣細胞和多核巨細胞。肉芽腫通常表現為對長時間未消化的外源性異物的反應。與未融合的巨噬細胞相比，巨細胞通常表現出更高的ROS水平和產酸水平，它們共同促進了對外來物質和微生物的排斥。由NADPH氧化酶(NOX)、細胞因子、粘附蛋白和受體產生的ROS在巨噬細胞融合中起著重要作用。結節病可在幾年內不經治療而消退，但也可能持續數十年。嚴重時，結節病可導致肺纖維化、失明和心力衰竭。除了類固醇對癥治療外，Janus激酶抑制劑也被考慮用于治療結節病。然而，這些現有療法不僅有明顯的副作用，而且治療成本很高。美國一項結節病對經濟影響的分析表明，結節病的治療是一個巨大的負擔，平均每名患者在確診后的第一年內，醫療保健費用總額約為19.714美元。

代謝過程的變化，包括巨噬細胞中的葡萄糖攝取和代謝、線粒體功能、氨基酸攝取、膽固醇和脂質合成，都與細胞因子產生和吞噬活性的改變有關。其中一個例子是磷酸戊糖途徑(PPP)的上調，這對于維持急性氧化應激期間NADPH的供應至關重要。然而，目前人們對于在形成肉芽的巨噬細胞中產生NADPH的機制仍然知之甚少。

近年來，越來越多的研究表明髓系來源的細胞在各種病理學中有著重要的作用。其中髓系細胞觸發受體2 （triggering receptor expressed on myeloid cells-2 TREM2）被認為是病理性誘導的免疫信號樞紐。TREM2是多種配體的受體，這些配體大多是組織損傷的標志。在生理狀態下中，TREM2的活性僅限在特定的組織中，而在病理狀態中，TREM2信號途徑成為感知組織損傷并抑制損傷的免疫信號樞紐。TREM2屬于免疫球蛋白超家族，是一種跨膜受體。TREM2有多種配體，主要為游離的結合在質膜上的帶負電分子，包括細菌的成分、DNA、脂蛋白和磷脂等。TREM2有一個胞外域，該胞外域包含有一個V型免疫球蛋白結構域、一個短胞外域、一個跨膜螺旋結構域和一個短胞質尾端，沒有信號轉導和運輸基序。在小鼠巨噬細胞中TREM2可以與接頭蛋白DAP12和DAP10結合。TREM2與配體結合后，共受體分子會被磷酸化，募集細胞內的信號轉導分子（DAP12對應Syk，DAP10對應PI3K）。在小鼠巨噬細胞中，鈣離子動員需要DAP12，DAP10對于AKT1和ERK激活很重要（Cell觀點 | 髓系細胞免疫信號樞紐——TREM2）。

TREM2信號及其調控策略

為了尋求新的治療方向，日本京都大學的Satoshi Nakamizo等人開展了相關研究，并于2023年在《Journal of Clinical Investigation》雜志（IF2023=15.9，醫學1區）發表了題為“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) 人體皮膚樣本處理

(2) scRNA-Seq測序和比對

(3) 通路富集分析

(4) 組織免疫熒光染色

(5) HE染色

(6) ELISA

(7) 體外模型分析

(8) 定量PCR分析

(9) 代謝組學分析

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文章主要內容摘要

ABSTRACT 

結節病是一種病因不明的疾病，肉芽腫可在全身形成，通常用糖皮質激素治療，目前尚沒有批準的類固醇替代品。在這里，作者利用單細胞RNA測序技術研究了結節病患者肉芽腫形成的機制。作者發現：在皮膚結節病肉芽腫中，表達血管緊張素轉換酶（ACE）和溶菌酶（結節病的診斷標志物）的髓系細胞2陽性（TREM2陽性）巨噬細胞上表達的觸發受體的百分比增加了。結節病病變中的巨噬細胞是高代謝的，特別是磷酸戊糖代謝途徑（PPP）的關鍵酶果糖-1,6-雙磷酸酶1（FBP1）在系統性肉芽腫病變和結節病患者血清中的表達均升高了。在體外巨細胞和體內小鼠肉芽腫模型中，磷酸戊糖途徑抑制劑均能減弱肉芽腫的形成。本文結果表明，磷酸戊糖途徑可能是開發結節病治療方法的一個有希望的靶點。

簡而言之，本研究的主要內容有：

（1）受試者皮膚樣本的細胞亞群分析

（2）免疫組化揭示FBP1陽性TREM2巨噬細胞構成肉芽腫

（3）FBP1陽性TREM2巨噬細胞在肉芽腫性皮膚病中的普遍性評估

（4）FBP1作為結節病生物標志物的潛力評估

（5）各巨噬細胞中被激活的代謝途徑評估

（6）體外模型驗證抑制PPP會抑制巨細胞的形成

（7）PPP抑制劑引起的細胞毒性評估

（8）體內小鼠模型驗證抑制PPP可抑制肉芽腫的形成

       原文標題 : 巨噬細胞中磷酸戊糖途徑的激活，對結節病肉芽腫的形成至關重要