肥胖,已经成为威胁人类健康的全球性公共卫生问题,肥胖者容易出现包括2型糖尿病(T2D)、心脏病和中风在内的一系列代谢相关的疾病,其中,脂肪组织的慢性、低度炎症,是肥胖相关代谢紊乱的主要驱动因素。瘦人的内脏脂肪组织(Visceral Adipose Tissue, VAT)富含各类免疫细胞,如抗炎巨噬细胞,2型先天性淋巴样细胞和调节性T细胞(Treg),这些细胞可以抑制炎症,以维持组织稳态。
但是在肥胖状态下,这种抗炎状态就会被扰乱,导致某些促炎免疫细胞的积累。
2021年7月12日,哈佛医学院免疫学系等单位的科学家们在Cell Metabolism在线发表了题为Interferon-a-producing plasmacytoid dendritic cells drive the loss of adipose tissue regulatory T cells during obesity的文章。
该研究借助小鼠模型,探索了肥胖过程中Treg细胞的动态变化,并在分子层面揭示了驱动其重构的因素,为改善肥胖引起的代谢紊乱及靶向相关疾病具有重要指导意义。主要研究内容包括:Foxp3+CD4+ Treg是瘦人体内VAT抗炎状态的关键守护者,是调节肥胖相关炎症和代谢异常的主要促进因子之一,具有独特的特异性抗原识别特征。
但在严重肥胖的小鼠中,其比例由50%-80%骤降到10%-20%,其特性亦发生了改变。研究人员对vTreg53TCR-tg小鼠进行不同的饮食控制:正常饮食(NCD)或者高脂饮食(HFD),后者的处理周期包括4、8或16周三组。随后,他们检测了脾脏和VAT中克隆型Tregs的频率和数量。
与预期的一样,HFD的小鼠比NCD的小鼠体重显著增加,VAT在高脂饲料饲喂2周时就显著增加,但在随后的时间(8-16周)有所减少。此外,在HFD小鼠中,VAT-Tregs的数量在早期阶段(2-4周)增加,但随后会降到只有大约20%(8-16周)。
长期的HFD喂养可改变VAT-Treg的特性。在HFD喂养8周和16周后,基因富集分析结果显示了促炎细胞因子信号通路的高表达,如IFN-a、TNF-a和IFN-g信号通路,而VAT-Tregs的已知特征,如胆固醇稳态、过氧化物酶体和脂肪酸代谢途径等则显著降低。
促炎细胞因子为影响VAT-Treg群体扩增的主要因素。上述的数据显示,在长时间高脂饲料喂养下,促炎细胞因子相关的转录本在逐渐被诱导表达,这促使研究人员去探索添加这些细胞因子是否能抑制VAT-Tregs的积累。结果发现,单独注射IL-33后,VAT中Tregs出现了的显著的增长,但如果IL-33和IFN-a、TNF-a或IFN-g一起注射,则后者可抑制IL-33诱导的VAT-Tregs群体的扩增。
结语:VAT-Tregs的稳态是机体代谢健康的保证之一,在本研究中,通过探索肥胖过程中VAT-Tregs转录组特征的动态变化,确定了VAT-Tregs对肥胖的反应有两个不同的阶段,阐明了肥胖后期VAT-Tregs失调的机制,为治疗肥胖相关的代谢紊乱提供了一个潜在的治疗靶点。