科学者らは細胞が活性化して線維化や瘢痕化を引き起こす仕組みを説明臓器

Unity Health Toronto による新しい研究では、体内の線維芽細胞がどのように活性化されて線維症を引き起こすかが調べられています。線維症と臓器の瘢痕化に関する論文が、Nature Reviews Molecular Cell Biology に掲載されました。臓器の線維症と瘢痕化は死亡の主な原因であり、先進国では死亡の最大 45% の原因となっ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生成するプロセスです。ECM にはコラーゲン、エラスチン、フィブロネクチンなどのタンパク質が含まれており、体内のさまざまな臓器をつなぎ、境界を維持する、体レベルで一種の「接着剤」と考えることができます。

線維芽細胞は通常、組織構造をサポートし、損傷または傷ついた組織の修復を助けるために ECM を生成します。たとえば、通常の状態では、切り傷があると、線維芽細胞が切り傷または傷口に移動し、増殖して ECM を生成して傷を治します。線維化の過程で、線維芽細胞は特定のシグナルを受け取り、それが ECM の過剰生産を活性化します。

この過剰な ECM、特にコラーゲンの過剰は瘢痕組織の形成につながり、臓器の機能を損なう可能性があります。線維化は、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。

新しい研究では、線維芽細胞を活性化して ECM を過剰生産す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、線維芽細胞の異質性と、その異質性が治癒プロセスに及ぼす影響についても議論している。

「このレビューは、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しています」と、セントマイケルズ キーナン バイオメディカル サイエンス センターの研究著者で科学者のボリス ヒンツ博士は述べた。

「私たちは通常、通常の治癒と線維症における休眠状態からの線維芽細胞の活性化について話します。しかし、新しい ECM を作るために活性化され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はありません」とヒンツ博士は述べた。「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、たとえば、『これらの線維芽細胞を活性化す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』を理解したかったのです」

核の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」のまま。大学院生の Fereshteh Sadat Younesi がレビューの主導に協力しました。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トレーニングセンターの学生です。

「重要なシグナルの 1 つは、線維性領域の狭い環境における機械的ストレスから生じます。組織が線維性になると、これらの線維芽細胞が ECM を過剰に生成して再編成し始めるため、組織は通常よりもはるかに硬くなります」とユネシ氏は述べました。

「これらの線維芽細胞は周囲の硬さを感知し、最初の損傷が治癒した後も「オン」の状態を保ちます。機械的に誘導されたこれらの線維芽細胞は、継続的な活動によって線維性領域を悪化させます。」

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、このプロセスを中断して ECM の過剰生成を止め、線維性疾患を阻止する治療法や介入法を開発できる可能性があると述べました。

「線維症の治療法が必要です。科学者たちは線維症について約 1 世紀前から知っていますが、いまだに治療法はありません」と Hinz 氏は言います。「現在承認されている薬剤は 2 種類だけですが、せいぜい一部の臓器の線維症を止めることはできます。最終的な目標は、瘢痕形成細胞に薬の指導で過剰な ECM を除去するよう「指示」することです。それが科学の方向性であり、究極の夢です。」