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在子宫发育过程中，被称为巨噬细胞的免疫细胞会进入肾脏，它们会一直存在。了解肾损伤后这些巨噬细胞可能的治愈作用可能对帮助治疗急性肾损伤患者至关重要。
急性肾损伤或AKI是一种破坏性疾病，在三分之二的重症患者中发展，AKI患者有60%的死亡风险。在AKI中，肾脏可能会变得疤痕，并且可能表现出功能逐渐下降，无法治愈组织。
在JCI Insight研究中，阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员发现，在小鼠模型的AKI期间，肾脏存在的巨噬细胞被重新编程为发育状态，当它们在新生小鼠中发现时，类似于这些相同的细胞。新生小鼠肾脏仍在发育。在AKI期间的这种重编程对于促进愈合和组织再生可能是重要的。如果在AKI期间观察到人类肾脏驻留巨噬细胞发生类似的发育变化，这可能有助于患者的新治疗方法。
本研究中的实验挑战是区分肾脏驻留的巨噬细胞和许多细胞，这些细胞在肾脏受损的情况下从血液循环中侵入肾脏。这些入侵细胞类型中的一些可以分化成肾脏中的巨噬细胞和树突细胞，并且不知道一些入侵者是否成为肾脏存在的巨噬细胞。
UAB研究人员使用parabiosis - 血液循环系统在两只小鼠之间的连接 - 来揭示AKI后的肾脏存在巨噬细胞是来自入侵前体还是来自肾脏中现有的肾脏驻留巨噬细胞的更新。
在parabiosis实验中，两只小鼠共享血液循环四周，然后一只小鼠经历缺血/再灌注诱导的AKI。因为两只小鼠的免疫细胞具有不同的表面标记，可以识别它们来自哪种小鼠，研究人员可以通过循环来自健康小鼠的免疫细胞来跟踪AKI肾脏的侵袭。他们发现浸润细胞对受损肾脏中肾脏驻留的巨噬细胞池的贡献最小。
因此，在肾损伤后，肾脏存在的巨噬细胞是一种独特的细胞亚群，不能与非常驻的，浸润的前体免疫细胞区分开来。
研究人员由联合资深作者Anupam Agarwal，医学博士，UAB医学系肾病学系主任和UAB外科教授James George博士领导，详细介绍了肾脏巨噬细胞的研究方法。在受伤后被重新编程为发育状态。响应于疾病模型，肾脏驻留的巨噬细胞关闭了它们的主要组织相容性复合物II型或MHCII的表达。这种缺乏表达类似于新生小鼠中的肾脏存在的巨噬细胞 - 研究人员表明，这些小鼠在出生后第7天缺乏这种蛋白质的表达，然后在接下来的两周内开始表达。值得注意的是，MHCII蛋白和巨噬细胞在自身免疫和移植排斥中具有重要作用。
此外，AKI后肾脏驻留的巨噬细胞进行转录重编程，以在出生后第7天表达与新生小鼠中肾脏驻留巨噬细胞非常相似的基因谱。进一步支持它们在发育和愈合中的作用，重编程的肾脏驻留巨噬细胞富含Wnt信号传导，这是一种对小鼠和人类肾脏发育至关重要的活性途径。
JCI Insight研究的共同第一作者，“急性肾损伤后遗传性巨噬细胞向发育状态重新编程”是Jeremie M. Lever和Travis D. Hull，医学博士，博士，他们是美国国立卫生研究院资助的学员UAB医学科学家培训计划，医学博士，博士程序。
“巨噬细胞生物学已经达到了一个关键点，”UAB研究生和NIH F31个体研究员Lever说。Lever说，许多基础科学研究表明组织驻留巨噬细胞在受伤后愈合的重要性，但促进它们的疗法的发展仍处于早期阶段。“为了成功利用这些细胞进行当代翻译干预，我相信我们需要具体说明我们计划靶向细胞的起源 - 组织驻留与浸润。”
赫尔现在是波士顿马萨诸塞州综合医院的一名外科医生，他说：“这项研究表明，组织驻留巨噬细胞具有与其他免疫细胞类型相同的可塑性。此外，如果可以完全阐明这种重编程的细胞信号和机制，这种重新编程为早期本体表型的能力是治疗干预的潜在途径。
“这是急性肾损伤领域令人兴奋的发展，”赫尔说，“但也可能代表移植等领域的治疗靶点，其中对巨噬细胞生物学的重要性不太了解。”
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