Intestinal metabolite TMAO promotes CKD progression by stimulating macrophage M2 polarization through histone H4 lysine 12 lactylation.
研究背景
慢性肾脏病（CKD）进展与肾纤维化紧密相关，巨噬细胞M2极化在其中起关键作用。肠道代谢产物三甲胺N - 氧化物（TMAO）被报道促进CKD发展，但机制不明。本研究聚焦TMAO通过乳酸诱导的组蛋白H4赖氨酸12乳酰化（H4K12la）促进巨噬细胞M2极化的机制。
方法速览
- 动物模型：用单侧输尿管梗阻（UUO）小鼠模型评估TMAO对肾纤维化和巨噬细胞极化的影响。
- 细胞实验：共培养HK - 2细胞和骨髓来源的巨噬细胞，研究TMAO对巨噬细胞极化的影响。
- 分子生物学技术：采用Western Blot、qPCR、流式细胞术、乳酸测定、ChIP - seq等技术检测相关基因和蛋白质的表达及修饰。
- 临床数据：收集CKD患者血清样本，检测TMAO水平及其与肾纤维化和M2极化的相关性。
主要发现
- TMAO上调UUO小鼠肾纤维化和巨噬细胞M2极化：UUO模型小鼠中TMAO水平升高，α - SMA、胶原I和纤连蛋白表达增加，LDHA上升、PDH下降，表明TMAO促进肾纤维化并影响细胞代谢。
- TMAO促进巨噬细胞M2极化：TMAO处理使M2标志基因表达增加、M1标志基因表达降低，CD206 + M2巨噬细胞比例增加，说明TMAO促巨噬细胞向M2表型极化，加剧肾纤维化。
- 乳酸积累是TMAO促进M2极化的关键条件：TMAO使HK - 2细胞乳酸积累，乳酸处理也促进巨噬细胞M2极化，表明乳酸在TMAO介导的肾纤维化中起重要作用。
- p300是乳酸信号传导的关键核介质：敲低p300后，乳酸对M2极化的促进作用减弱，p300参与乳酸诱导的H4K12la修饰。
- 组蛋白H4K12la是M2极化的中介：乳酸处理使H4K12la修饰增加，临床数据也验证CKD患者外周血单核细胞中H4K12la修饰增加，说明H4K12la修饰在TMAO介导的巨噬细胞M2极化中起关键作用。
- 血清TMAO水平与肾纤维化和M2极化正相关：CKD患者血清TMAO水平高于对照组，与肾纤维化程度和24小时尿蛋白水平正相关，肾组织中M2巨噬细胞比例增加。
总结展望
本研究首次揭示TMAO通过乳酸积累和H4K12la修饰促进巨噬细胞M2极化的机制，为CKD治疗提供新靶点。不过，多数结果基于动物模型和细胞实验，需更多临床数据验证应用价值，还需进一步研究乳酸对特定基因的调控作用及p300在乳酸转移中的具体机制。