肺の健康におけるアンジオテンシン受容体の調査
研究が肺疾患や老化におけるアンギオテンシン受容体の重要な役割を明らかにした。
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レニン-アンジオテンシン系(RAS)は、血圧を調整したり、哺乳類の組織機能を維持したりする重要なホルモンのグループだよ。このシステムがうまく機能しないと、高血圧、腎疾患、心臓の問題のような一般的な健康問題につながることがあるんだ。この関連性から、アンジオテンシン受容体ブロッカー(ARB)やアンジオテンシン変換酵素阻害剤など、RASをターゲットにした薬はアメリカで最も処方されている薬の一つなんだ。
最近の研究で、研究者たちはこのシステムが特定の組織でどのように機能しているのか、またそのさまざまな影響をより詳しく調べ始めたよ。このシステムをターゲットにした薬はたくさんあって、研究者たちは今、急性肺損傷、肺線維症、慢性閉塞性肺疾患(COPD)などの肺疾患にも関与していることを見つけているんだ。特にCOVID-19との関連が注目されていて、ウイルスがRASの一部である受容体を使うからなんだ。肺での主要なアンジオテンシン受容体がどこにあって、どう機能しているのかを理解することは、複雑な肺障害の治療におけるRASターゲット薬の使い方を見つけるのに重要だよ。
肺におけるアンジオテンシン受容体の重要性
RASが肺の健康に与える影響についての関心が高まっているにもかかわらず、アンジオテンシン受容体が肺のどこにあるのかについてはまだたくさんのことがわからないんだ。その理由の一つは、科学者たちがこれらの受容体を研究するために使っているツールが不正確だったから。結果として、多くの研究がこれらの受容体がどのように機能しているかについて誤った情報を提供していて、それが研究者たちの治療法の考え方にも影響を与えているんだ。動物実験では、肺疾患のモデル、例えば肺気腫や線維症においてARBを使うことの利点が示されているけど、これらの薬の効果は、人間では種による違いや臨床試験での投与方法、さまざまな肺細胞での受容体の挙動に関する不明瞭な情報によって異なる場合があるんだ。
この研究では、科学者たちはAGTR1とAGTR2という二つの主要なアンジオテンシン受容体の発現パターンを、人間の肺でさまざまな公開されている遺伝子データセットを使って調べたよ。彼らは、COPDや肺線維症を持つ人々の肺でこれらの受容体がどのように分布しているのかを見つけたかったんだ。目標は、これらの受容体に関する遺伝子情報を肺の状態に関するデータと結びつけることだったんだ。
人間の肺におけるアンジオテンシン受容体の発現
研究者たちは、どのタイプの肺細胞がアンジオテンシン受容体を発現しているのかを理解することに焦点を当てたよ。彼らは、さまざまな肺の部位から多くの細胞を含む包括的な人間の肺データセットを使ったんだ。AGTR1とAGTR2を持つ細胞は全肺細胞の中でわずかな割合しか占めていないことがわかったよ。これらの細胞の中で同時に両方の受容体を発現しているのはごく少数だったんだ。
結果は、AGTR1とAGTR2が肺の異なる場所で発現していることを示しているよ。AGTR1は主に間質区画に見られ、特にペリサイトと呼ばれる細胞の中で最も高いレベルが観察されたんだ。このエリアの他の細胞タイプでもAGTR1の発現が見られたけど、AGTR2は主に肺上皮区画に位置していて、特に2型細胞と呼ばれる一群の肺胞上皮細胞に多く見られたよ。
両方の受容体は全体的にはわずかな数の肺細胞の中にしか見つからなかったけど、AGTR1は特にペリサイトと呼ばれる特定のタイプで優勢だった。対照的に、AGTR2はかなり少なくて、これらの受容体が肺機能に特有に関与していることを示しているんだ。
アンジオテンシン受容体の発達パターン
これらの受容体の場所を特定した後、研究者たちは人々の年齢に伴う発現の変化を調べたよ。彼らは、幼少期から成人までの肺の発達のさまざまな段階からのデータを分析した。AGTR1のレベルは乳児で最も高くて、年を取るにつれて徐々に減少していくことがわかった。一方、AGTR2のレベルは発達の過程でずっと低いままで、成人で増加することがわかったんだ。
これらのパターンは、AGTR1が肺の特定の細胞タイプ内で一貫して発現しているのに対し、AGTR2の発現は成人のより特定の細胞タイプで増加していることを示唆しているよ。この変化は、個人の生活の中で異なる環境要因に対する肺の反応にとって重要かもしれないんだ。
肺疾患におけるアンジオテンシン受容体の変化
この研究では、COPDや肺線維症のような肺疾患を持つ人々で、これらの受容体の発現がどのように変化するのかも探ったよ。以前の研究では、ARBがこれらの疾患において患者にいくらかの利点を提供する可能性があることが示唆されていたけど、こういった条件でのアンジオテンシン受容体の発現がどうなっているのか詳細はよくわからなかったんだ。
研究者たちがCOPDと肺線維症の患者からの肺組織を調べたところ、COPD患者ではAGTR2がより一般的で、AGTR1は肺線維症により頻繁に関連していることがわかったよ。COPD患者の特定の細胞ではAGTR1のレベルが有意に増加していることに気づいたんだ。しかし、肺線維症患者のAGTR1の全体的な平均発現レベルは高かったけど、個々の細胞タイプは健康な細胞と比較して顕著な違いを示さなかったんだ。
COPD患者では、AGTR2の発現が特定のタイプ2肺胞細胞のサブポピュレーションと特に関連していて、この発見はCOPDの治療にAGTR2をターゲットにする可能性を示唆しているんだ。
アンジオテンシン受容体に関連する遺伝的変異
研究者たちはまた、肺におけるアンジオテンシン受容体の発現に関する遺伝的変異も調べたよ。彼らはさまざまな肺疾患に寄与する可能性のある特定の変異を特定したんだ。AGTR1については、いくつかの遺伝子マーカーを見つけたけど、特定の健康問題との強い関連は観察されなかったんだ。一方、AGTR2には嚢胞性線維症の重症度に関連する一つの変異が発見されたよ。
これらの遺伝的な洞察は、アンジオテンシン受容体の変異が肺疾患を発症するリスクにどのように影響するかを理解するのに役立つかもしれないね。
結論
まとめると、この研究は人間の肺におけるアンジオテンシン受容体AGTR1とAGTR2の特定の場所と発現パターンを調査したんだ。これらのパターンが年齢と慢性肺疾患(COPDや肺線維症)の文脈でどのように変化するかを強調しているよ。結果は、AGTR1が特定の肺細胞のマーカーとして機能するかもしれなくて、AGTR2は特定の肺の状態の治療における潜在的なターゲットを表すかもしれないと示唆しているんだ。
この研究は、これらの受容体が肺でどのように機能するか、そして治療目的でどのように活用できるかをよりよく理解するために、大規模な遺伝子データセットを使う重要性を強調しているよ。また、この研究は将来的に他のタイプの肺疾患におけるアンジオテンシン受容体の役割を探ったり、これらの受容体をターゲットにした治療の可能性を調査するための扉を開くものだね。
タイトル: Cell type-specific expression of angiotensin receptors in the human lung with implications for health, aging, and chronic disease
概要: The renin-angiotensin system is a highly characterized integrative pathway in mammalian homeostasis whose clinical spectrum has been expanded to lung disorders such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD)-emphysema, idiopathic pulmonary fibrosis (IPF), and COVID pathogenesis. Despite this widespread interest, specific localization of this receptor family in the mammalian lung is limited, partially due to the imprecision of available antibody reagents. In this study, we establish the expression pattern of the two predominant angiotensin receptors in the human lung, AGTR1 and AGTR2, using complementary and comprehensive bulk and single-cell RNA-sequence datasets that are publicly available. We show these two receptors have distinct localization patterns and developmental trajectories in the human lung, pericytes for AGTR1 and a subtype of alveolar epithelial type 2 cells for AGTR2. In the context of disease, we further pinpoint AGTR2 localization to the COPD-associated subpopulation of alveolar epithelial type 2 (AT2B) and AGTR1 localization to fibroblasts, where their expression is upregulated in individuals with COPD, but not in individuals with IPF. Finally, we examine the genetic variation of the angiotensin receptors, finding AGTR2 associated with lung phenotype (i.e., cystic fibrosis) via rs1403543. Together, our findings provide a critical foundation for delineating this pathways role in lung homeostasis and constructing rational approaches for targeting specific lung disorders.
著者: Kynon Jade Marius Benjamin, M. Sauler, H. Poonyagariyagorn, E. R. Neptune
最終更新: 2024-06-22 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.17.599425
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.17.599425.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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