脂肪酸氧化在巨噬細胞極化中作用的探究

細胞內代謝在細胞發(fā)育分化和功能方面所起的調節作用已經(jīng)引起了研究者非常大的興趣。在巨噬細胞的研究中，經(jīng)典的M1型細胞的活化被發(fā)現依賴(lài)于糖酵解功能，而M2型巨噬細胞的極化近來(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體利用，過(guò)程可概括為活化、轉移、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移酶(CPT)系統，包括一個(gè)轉運體和兩個(gè)線(xiàn)粒體膜酶（CPT1和CPT2）。這個(gè)系統促進(jìn)了長(cháng)鏈脂肪酸進(jìn)入線(xiàn)粒體基質(zhì)的運輸，在那里它們可以被代謝產(chǎn)生ATP。

位于線(xiàn)粒體外膜(OMM)上的CPT1和位于線(xiàn)粒體內膜(IMM)上的CPT2在將長(cháng)鏈脂肪酸以?；o酶A形式運輸到線(xiàn)粒體基質(zhì)中的作用示意圖

為了評估脂肪酸氧化（FAO）在巨噬細胞中的功能，從野生型小鼠（control）和敲除編碼CPT2酶基因的小鼠（CPT2-M KO小鼠）體內分別獲得骨髓來(lái)源的巨噬細胞（BMDMs）。野生型小鼠的BMDMs在加入脂肪酸后，基礎耗氧率（OCR）出現明顯的增加，加入CPT1酶抑制劑后，耗氧率升高現象消失。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)有出現顯著(zhù)的改變。所以正常的巨噬細胞是有執行脂肪酸氧化的功能的，但是缺少CPT2或者抑制CPT1酶的巨噬細胞，細胞執行脂肪酸氧化的功能缺失。
 

進(jìn)一步評估M2型巨噬細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培養后，收集兩組細胞，通過(guò)流式檢測M2巨噬細胞表面抗原CD301和CD206的含量發(fā)現WT和KO小鼠都出現了M2的極化，但是兩組小鼠M2含量并沒(méi)有出現顯著(zhù)的差異。

在體內誘導實(shí)驗中也發(fā)現了相同的結果。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。檢測兩組小鼠腹膜巨噬細胞的Arg1, Mgl2 和Retnla表達，兩組小鼠之間仍然沒(méi)有明顯的差異。
 

綜上，本次的實(shí)驗結果表明不管是否具備脂肪酸氧化功能的細胞，都能在體內外的實(shí)驗中成功誘導M2型巨噬細胞。本次實(shí)驗結合之前的研究說(shuō)明M2型細胞極化對脂肪酸氧化（FAO）的需求比之前所認為的更加復雜。仍然需要更多的研究來(lái)證實(shí)脂肪酸氧化（FAO）在巨噬細胞極化中是否具有相關(guān)或因果作用。