臓器の線維化と瘢痕化を引き起こす細胞の活性化について、科学者たちが説明した。

ユニティ・ヘルス・トロントによる新たな研究は、体内の線維芽細胞がどのように活性化され、線維症と臓器瘢痕化を引き起こすかを検証したもので、Nature Reviews Molecular Cell Biology誌に掲載されました。線維症と臓器瘢痕化は主要な死因であり、先進国では死亡の最大45%を占めていることが示唆されています。

線維症とは、体内の線維芽細胞が細胞外マトリックス（ECM）と呼ばれるタンパク質複合体を過剰に産生するプロセスです。ECMはコラーゲン、エラスチン、フィブロネクチンなどのタンパク質を含み、体内の様々な臓器をつなぎ、それらの境界を維持する、いわば全身にわたる「接着剤」のような役割を果たしています。

通常、線維芽細胞は組織構造を維持し、損傷した組織の修復を助けるために細胞外マトリックス（ECM）を産生します。例えば、通常の状況では、切り傷ができると、線維芽細胞は切り傷や傷口に移動し、増殖してECMを産生して傷の治癒を助けます。しかし、線維症になると、線維芽細胞は特定のシグナルを受け取り、活性化されてECMを過剰に産生します。

この過剰な細胞外マトリックス（ECM）、特に過剰なコラーゲンは瘢痕組織の形成につながり、臓器機能を低下させる可能性があります。線維症は、肺、肝臓、腎臓、心臓など、体内のあらゆる組織や臓器で発生する可能性があり、多くの一般的な疾患と関連しており、多くの場合、末期に発症します。

新たな研究では、線維芽細胞を活性化させて細胞外マトリックス（ECM）を過剰産生させる役割を果たすシグナルと分子メカニズムの一部がまとめられています。研究者らはまた、線維芽細胞の異質性、そしてその異質性の高さが治癒プロセスにどのような影響を与えるかについても考察しています。

「この研究は、線維芽細胞とその活性化に関する私たちの知識と理解、あるいは誤解の一部を解明しようとするものです」と、セント・マイケルズ病院キーナン生物医学科学センターの研究員で、本研究の著者であるボリス・ヒンツ博士は述べた。

「通常の治癒過程や線維化においては、線維芽細胞が休眠状態から活性化されるという話がよく聞きます。しかし、活性化されて新しい細胞外マトリックス（ECM）を生成した細胞は、実際には休眠状態ではなく、すべてが線維芽細胞だったわけでもありません」とヒンツ氏は述べた。「私たちは、どの細胞が活性化されているのか、どのような種類の活性化が起こっているのか、つまり『これらの線維芽細胞を活性化させる主要なシグナルは何であり、どのように活性化するのか』を正確に理解したかったのです。」

核メカノトランスダクションと筋線維芽細胞の記憶。出典：Nature Reviews Molecular Cell Biology (2024). DOI: 10.1038/s41580-024-00716-0

線維芽細胞は「オン」の状態を維持 大学院生のフェレシュテ・サダット・ユネシ氏が本レビューの実施に協力しました。ユネシ氏はヒンツ研究室のメンバーであり、セント・マイケルズ研究研修センターの学生です。

「重要なシグナルの一つは、線維化領域の密集した環境における機械的ストレスから生じます。組織が線維化を起こすと、線維芽細胞が過剰に産生し、細胞外マトリックス（ECM）を再編成するため、正常時よりもはるかに硬くなります」とユネシ氏は述べた。

これらの線維芽細胞は周囲の硬直を感知し、最初の損傷が治癒した後も活動状態を維持します。機械的に誘導された線維芽細胞は、絶え間ない活動によって線維化部位を悪化させます。

ヒンツ氏は、研究者が線維芽細胞の活性化に関係するシグナルとメカニズムをより深く理解すれば、このプロセスを妨害し、ECMの過剰生産を止め、線維症を止めるための治療法や介入法を開発できる可能性があると述べた。

「線維症を治す方法が必要です。科学者たちは線維症の存在を約1世紀前から知っていますが、未だに治療法は見つかっていません」とヒンツ氏は述べた。「現在承認されている薬剤はわずか2種類で、せいぜい一部の臓器の線維症を食い止めることしかできません。最終的な目標は、薬理学的な誘導によって瘢痕形成細胞に過剰な細胞外マトリックスを除去するよう『指示』することです。まさにそれが科学の目指すところであり、究極の夢です。」