脂肪酸氧化在巨噬細(xì)胞極化中作用的探究

時(shí)間：2023/10/9閱讀：1365

細(xì)胞內(nèi)代謝在細(xì)胞發(fā)育分化和功能方面所起的調(diào)節(jié)作用已經(jīng)引起了研究者非常大的興趣。在巨噬細(xì)胞的研究中，經(jīng)典的M1型細(xì)胞的活化被發(fā)現(xiàn)依賴(lài)于糖酵解功能，而M2型巨噬細(xì)胞的極化近來(lái)被注意到似乎需要脂肪酸氧化（FAO）的作用。

脂肪酸氧化（Fatty Acid Oxidation,FAO）是指油脂水解產(chǎn)生的甘油和脂肪酸在供氧充足的條件下，可氧化分解生成二氧化碳和水，并釋放出大量能量供機(jī)體利用，過(guò)程可概括為活化、轉(zhuǎn)移、β氧化及最后經(jīng)三羧酸循環(huán)被全部氧化生成CO2和H2O并釋放能量幾階段。脂肪酸氧化（FAO）需要肉堿?；D(zhuǎn)移酶(CPT)系統(tǒng)，包括一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)體和兩個(gè)線粒體膜酶（CPT1和CPT2）。這個(gè)系統(tǒng)促進(jìn)了長(zhǎng)鏈脂肪酸進(jìn)入線粒體基質(zhì)的運(yùn)輸，在那里它們可以被代謝產(chǎn)生ATP。

位于線粒體外膜(OMM)上的CPT1和位于線粒體內(nèi)膜(IMM)上的CPT2在將長(zhǎng)鏈脂肪酸以酰基輔酶A形式運(yùn)輸?shù)骄€粒體基質(zhì)中的作用示意圖

為了評(píng)估脂肪酸氧化（FAO）在巨噬細(xì)胞中的功能，從野生型小鼠（control）和敲除編碼CPT2酶基因的小鼠（CPT2-M KO小鼠）體內(nèi)分別獲得骨髓來(lái)源的巨噬細(xì)胞（BMDMs）。野生型小鼠的BMDMs在加入脂肪酸后，基礎(chǔ)耗氧率（OCR）出現(xiàn)明顯的增加，加入CPT1酶抑制劑后，耗氧率升高現(xiàn)象消失。而KO小鼠在加入脂肪酸后，無(wú)論有沒(méi)有使用CPT1酶的抑制劑，耗氧率都沒(méi)有出現(xiàn)顯著的改變。所以正常的巨噬細(xì)胞是有執(zhí)行脂肪酸氧化的功能的，但是缺少CPT2或者抑制CPT1酶的巨噬細(xì)胞，細(xì)胞執(zhí)行脂肪酸氧化的功能缺失。

進(jìn)一步評(píng)估M2型巨噬細(xì)胞的極化與脂肪酸氧化的關(guān)系。取兩組小鼠的BMDMs在體外進(jìn)行M2的極化，分別加入IL-4培養(yǎng)后，收集兩組細(xì)胞，通過(guò)流式檢測(cè)M2巨噬細(xì)胞表面抗原CD301和CD206的含量發(fā)現(xiàn)WT和KO小鼠都出現(xiàn)了M2的極化，但是兩組小鼠M2含量并沒(méi)有出現(xiàn)顯著的差異。

在體內(nèi)誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果。給WT小鼠分別注射PBS和IL-4c（IL-4重組蛋白和IL-4單抗混合試劑），KO組小鼠進(jìn)行和WT一樣的處理。檢測(cè)兩組小鼠腹膜巨噬細(xì)胞的Arg1, Mgl2 和Retnla表達(dá)，兩組小鼠之間仍然沒(méi)有明顯的差異。

綜上，本次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不管是否具備脂肪酸氧化功能的細(xì)胞，都能在體內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)中成功誘導(dǎo)M2型巨噬細(xì)胞。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)合之前的研究說(shuō)明M2型細(xì)胞極化對(duì)脂肪酸氧化（FAO）的需求比之前所認(rèn)為的更加復(fù)雜。仍然需要更多的研究來(lái)證實(shí)脂肪酸氧化（FAO）在巨噬細(xì)胞極化中是否具有相關(guān)或因果作用。

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