Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is characterized by the invariably progressive deposition of fibrotic tissue in the lungs and overall poor prognosis. TG2 (transglutaminase 2) is an enzyme that crosslinks glutamine and lysine residues and is involved in IPF pathogenesis. Despite the accumulating evidence implicating TG2 as a critical enzyme, the causative function and direct target of TG2 relating to this pathogenesis remain unelucidated. Here, we clarified the distributions of TG2 protein/activity and conducted quantitative proteomics analyses of possible substrates crosslinked by TG2 on unfixed lung sections in a mouse pulmonary fibrosis model. We identified 126 possible substrates as markedly TG2-dependently increased in fibrotic lung. Gene ontology analysis revealed that these identified proteins were mostly enriched in the lipid metabolic process, immune system process, and protein transport. In addition, these proteins were enriched in 21 pathways, including phagosome, lipid metabolism, several immune responses, and protein processing in endoplasmic reticulum. Furthermore, the network analyses screened out the six clusters and top 20 hub proteins with higher scores, which are related to endoplasmic reticulum stress and peroxisome proliferator–activated receptor signals. Several enriched pathways and categories were identified, some of which were the same terms based on transcription analysis in IPF. Our results provide novel pathological molecular networks driven by protein crosslinking via TG2, which can lead to the development of new therapeutic targets for IPF.

特发性肺纤维化 (IPF) 的特征是肺中纤维化组织的不断进行性沉积和总体预后不良。TG2（转谷氨酰胺酶 2）是一种使谷氨酰胺和赖氨酸残基交联并参与 IPF 发病机制的酶。尽管越来越多的证据表明 TG2 是一种关键酶，但与这种发病机制相关的 TG2 的致病功能和直接靶点仍未阐明。在这里，我们阐明了 TG2 蛋白/活性的分布，并对小鼠肺纤维化模型中未固定肺切片上由 TG2 交联的可能底物进行了定量蛋白质组学分析。我们确定了 126 种可能的底物，它们在纤维化肺中显着依赖于 TG2。基因本体分析表明，这些鉴定出的蛋白质主要富集在脂质代谢过程、免疫系统过程和蛋白质转运中。此外，这些蛋白质在 21 条通路中富集，包括吞噬体、脂质代谢、几种免疫反应和内质网中的蛋白质加工。此外，网络分析筛选出得分较高的六个簇和前 20 个中枢蛋白，这些蛋白与内质网应激和过氧化物酶体增殖物激活的受体信号有关。确定了几种丰富的途径和类别，其中一些是基于 IPF 中转录分析的相同术语。我们的研究结果提供了由 TG2 蛋白质交联驱动的新型病理分子网络，这可以导致开发新的 IPF 治疗靶点。免疫系统过程和蛋白质运输。此外，这些蛋白质在 21 条通路中富集，包括吞噬体、脂质代谢、几种免疫反应和内质网中的蛋白质加工。此外，网络分析筛选出得分较高的六个簇和前 20 个中枢蛋白，这些蛋白与内质网应激和过氧化物酶体增殖物激活的受体信号有关。确定了几种丰富的途径和类别，其中一些是基于 IPF 中转录分析的相同术语。我们的研究结果提供了由 TG2 蛋白质交联驱动的新型病理分子网络，这可以导致开发新的 IPF 治疗靶点。免疫系统过程和蛋白质运输。此外，这些蛋白质在 21 条通路中富集，包括吞噬体、脂质代谢、几种免疫反应和内质网中的蛋白质加工。此外，网络分析筛选出得分较高的六个簇和前 20 个中枢蛋白，这些蛋白与内质网应激和过氧化物酶体增殖物激活的受体信号有关。确定了几种丰富的途径和类别，其中一些是基于 IPF 中转录分析的相同术语。我们的研究结果提供了由 TG2 蛋白质交联驱动的新型病理分子网络，这可以导致开发新的 IPF 治疗靶点。脂质代谢、几种免疫反应和内质网中的蛋白质加工。此外，网络分析筛选出得分较高的六个簇和前 20 个中枢蛋白，这些蛋白与内质网应激和过氧化物酶体增殖物激活的受体信号有关。确定了几种丰富的途径和类别，其中一些是基于 IPF 中转录分析的相同术语。我们的研究结果提供了由 TG2 蛋白质交联驱动的新型病理分子网络，这可以导致开发新的 IPF 治疗靶点。脂质代谢、几种免疫反应和内质网中的蛋白质加工。此外，网络分析筛选出得分较高的六个簇和前 20 个中枢蛋白，这些蛋白与内质网应激和过氧化物酶体增殖物激活的受体信号有关。确定了几种丰富的途径和类别，其中一些是基于 IPF 中转录分析的相同术语。我们的研究结果提供了由 TG2 蛋白质交联驱动的新型病理分子网络，这可以导致开发新的 IPF 治疗靶点。这与内质网应激和过氧化物酶体增殖物激活受体信号有关。确定了几种丰富的途径和类别，其中一些是基于 IPF 中转录分析的相同术语。我们的研究结果提供了由 TG2 蛋白质交联驱动的新型病理分子网络，这可以导致开发新的 IPF 治疗靶点。这与内质网应激和过氧化物酶体增殖物激活受体信号有关。确定了几种丰富的途径和类别，其中一些是基于 IPF 中转录分析的相同术语。我们的研究结果提供了由 TG2 蛋白质交联驱动的新型病理分子网络，这可以导致开发新的 IPF 治疗靶点。