《Cellular and Molecular Life Sciences》：Progranulin impairs efferocytosis of macrophages in renal fibrosis by negatively regulating PPAR-δ-mediated inhibition of the JAK-STAT signaling pathway
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本文推荐了一项关于肾纤维化发病机制的重要研究。为探索有效治疗靶点，研究人员聚焦于颗粒蛋白(PGRN)如何调控巨噬细胞的胞葬作用。研究发现，PGRN通过与核受体PPAR-δ结合并抑制其活性，从而解除对STAT1/2信号通路的抑制，最终导致巨噬细胞清除凋亡细胞的能力受损，加重了肾脏纤维化进程。该研究揭示了PGRN-PPAR-δ-STAT轴在肾脏疾病中的关键作用，为开发新的干预策略提供了理论依据。
慢性肾脏病（CKD）在全球影响着超过8.5亿人，是导致死亡的主要原因之一。当肾脏受到持续损伤，比如由糖尿病、高血压或梗阻等因素引起时，会触发一系列复杂的病理过程，最终走向“肾纤维化”——一种以正常肾组织被大量无功能的瘢痕组织取代为特征的终末阶段。这不仅意味着肾功能不可逆地丧失，也给患者和社会带来沉重的经济与健康负担。目前，针对肾纤维化的有效治疗手段仍然有限，因此，深入揭示其背后的分子机制，寻找新的干预靶点，是肾脏病研究领域的紧迫任务。
在肾纤维化的复杂网络中，免疫细胞，特别是巨噬细胞，扮演着“双刃剑”的角色。它们既是炎症的“煽动者”，也可是组织修复的“清道夫”。巨噬细胞有一项至关重要的“清洁工”职能，称为“胞葬作用”（efferocytosis），即识别并吞噬、清除凋亡的细胞碎片。这项工作做得是否及时、高效，直接关系到炎症能否顺利消退和组织能否成功修复。然而，在肾纤维化等疾病状态下，巨噬细胞的这种“清洁”能力常常会“罢工”，导致凋亡细胞堆积，引发更严重的继发性炎症和纤维化，形成一个恶性循环。那么，到底是什么分子“开关”控制着巨噬细胞的“清洁”能力呢？这正是困扰科学家们的一个关键问题。
一项发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》上的研究将目光投向了一种名为颗粒蛋白（Progranulin, PGRN）的神秘蛋白。PGRN在炎症、神经退行性疾病和癌症等多种生理病理过程中都有身影，但它在肾脏纤维化，特别是调控巨噬细胞胞葬作用方面的具体角色，一直扑朔迷离，充满争议。为了解开这个谜团，研究团队进行了一项系统而深入的研究，最终揭示了一条由PGRN主导、调控巨噬细胞功能的分子通路。
研究人员为了系统阐明PGRN的作用，综合运用了体内与体外两套研究体系。他们构建了PGRN基因敲除（PGRN?/?）小鼠，并采用经典的肾纤维化模型——单侧输尿管梗阻（UUO）手术来模拟疾病过程。随后，他们通过组织病理学染色（H&E、PAS、Masson）、免疫组化、TUNEL（末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记）检测凋亡、酶联免疫吸附试验（ELISA）等多种方法，全面评估了肾脏的损伤、纤维化、炎症和功能变化。在体外，他们从小鼠骨髓中提取并诱导分化出骨髓来源巨噬细胞（BMDMs），然后将其与经过凋亡诱导的人肾小管上皮细胞（HK-2细胞）共培养，通过免疫荧光和流式细胞术等技术，精确评估了巨噬细胞吞噬凋亡细胞的效率。为了深入探索分子机制，他们采用了转录组学测序、免疫共沉淀（Co-IP）、分子对接、蛋白质印迹（Western blotting）和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）等一系列分子生物学技术。
研究结果
PGRN缺失减轻UUO诱导的肾损伤和纤维化
通过对比野生型（WT）小鼠和PGRN敲除（PGRN?/?）小鼠在UUO手术后的肾脏状况，研究人员发现，缺乏PGRN的小鼠，其肾小管萎缩、间质扩张和胶原沉积的程度都显著减轻。血清肌酐和尿蛋白水平也较低，表明肾功能得到了更好的保护。同时，PGRN缺失小鼠肾脏中的细胞凋亡（TUNEL阳性细胞和cleaved caspase-3蛋白表达减少）和炎症反应（IL-6、TNF-α等因子表达下降）也明显减弱。转录组学分析进一步提示，JAK-STAT信号通路的变化可能与PGRN的作用相关，其中STAT1和STAT2蛋白水平显著降低，而JAK1和JAK2的变化不显著。
PGRN缺失减弱肾小管凋亡并增强巨噬细胞胞葬作用
深入分析发现，PGRN敲除小鼠的肾脏中，凋亡的肾小管上皮细胞更少。更重要的是，代表着具有胞葬能力的巨噬细胞（表达Mertk和CD68的巨噬细胞）浸润却显著增加。这一现象在体外实验中得到了验证：来自PGRN敲除小鼠的巨噬细胞，吞噬凋亡HK-2细胞的能力明显强于野生型巨噬细胞。这些结果表明，PGRN的缺失不仅减轻了细胞损伤，还增强了巨噬细胞的“清洁”功能。
PGRN缺失通过抑制JAK-STAT3信号通路增强巨噬细胞胞葬作用
为了探究PGRN影响胞葬作用的机制，研究人员使用了STAT3抑制剂SH-4-54。他们发现，无论是对野生型还是PGRN敲除的巨噬细胞，抑制STAT3活性都能显著提高其吞噬凋亡细胞的能力。有趣的是，PGRN敲除巨噬细胞本身的吞噬能力已经很强，再添加抑制剂并没有产生额外的增强效果。这提示，PGRN缺失可能正是通过“关闭”或减弱JAK-STAT3信号，从而解除了对胞葬作用的抑制。
PGRN缺失通过增强PPAR-δ介导的JAK-STAT信号抑制来促进巨噬细胞胞葬作用
机制探索进一步深入。基因表达分析显示，PGRN敲除巨噬细胞中，过氧化物酶体增殖物激活受体δ（PPAR-δ）的mRNA水平上调最为显著。免疫共沉淀和分子对接实验直接证实，PGRN蛋白能够与PPAR-δ蛋白结合。当研究人员在PGRN敲除巨噬细胞中敲低PPAR-δ或导入一个无法与PGRN结合的突变型PPAR-δ时，原本增强的胞葬作用被完全逆转，恢复到了野生型水平。这证明，PGRN是通过与PPAR-δ结合并抑制其功能来发挥作用的。
PPAR-δ沉默消除了PGRN缺失在UUO小鼠模型中诱导的巨噬细胞胞葬作用改善
研究人员在体内模型中验证了这一机制。在PGRN敲除小鼠的基础上，再敲低肾脏中的PPAR-δ，结果发现，原本减轻的肾小管凋亡和增加的巨噬细胞浸润（CD68+和Mertk表达）都被部分逆转。同时，一系列与胞葬作用相关的受体（如Mertk, Abca1, Msr1等）的基因表达变化也依赖于PPAR-δ的存在。这些体内外证据共同表明，PPAR-δ是介导PGRN调控胞葬作用的核心下游分子。
PGRN通过抑制PPAR-δ介导的STAT1/2激活来增强巨噬细胞胞葬作用
最后，研究精确定位了下游信号节点。他们发现，在PGRN敲除巨噬细胞中，过表达STAT1或STAT2（而不是JAK1或JAK2）能够重新抑制已经被增强的胞葬作用。更重要的是，即使在同时敲低了PPAR-δ的背景下，过表达STAT1/2依然能抑制胞葬作用。这清晰地表明，STAT1和STAT2是位于PPAR-δ下游的关键效应分子。PGRN的存在抑制了PPAR-δ，从而解除了PPAR-δ对STAT1/2的抑制，导致STAT1/2信号活化，最终抑制了巨噬细胞的胞葬功能。
研究结论与讨论
本研究的结论清晰地描绘出一条全新的信号轴：在肾纤维化过程中，PGRN通过直接结合并抑制核受体PPAR-δ，解除了后者对STAT1/2信号通路的负向调控，导致STAT1/2持续激活，进而抑制了巨噬细胞关键胞葬受体的表达，损害了其清除凋亡肾小管细胞的能力。凋亡细胞得不到及时清理，会引发持续的炎症和成纤维细胞活化，最终加剧了肾脏的纤维化瘢痕形成。而当PGRN缺失时，PPAR-δ得以释放并发挥功能，抑制STAT1/2，从而促进巨噬细胞的“清洁”工作，缓解纤维化进程。
这项研究的意义重大。首先，它首次将PGRN、PPAR-δ和STAT1/2这三个分子在肾纤维化的背景下联系起来，揭示了一条以前未知的、调控巨噬细胞功能与组织修复的精细通路（PGRN–PPAR-δ–STAT轴）。这深化了我们对肾脏疾病免疫微环境复杂调控网络的理解。其次，研究明确了PGRN在肾脏疾病中的“反派”角色，与它在某些神经系统疾病中可能具有的保护作用形成对比，突出了生物分子功能的“情境依赖性”。最重要的是，该研究为未来开发针对慢性肾脏病和肾纤维化的新疗法提供了极具潜力的靶点。理论上，抑制PGRN的活性、激活PPAR-δ或阻断STAT1/2信号，都可能成为恢复巨噬细胞正常胞葬功能、打断纤维化恶性循环的策略。当然，研究作者也指出了当前工作的局限性，例如观察时间点较为单一、需要更特异的工具进行在体验证等，为后续研究指明了方向。总之，这项研究如同一盏探照灯，照亮了肾纤维化病理过程中一个关键的分子开关，为最终征服这一疾病带来了新的希望。
