脂肪酸氧化在巨噬細胞極化中作用的探究

細胞內(nèi)代謝在細胞發(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。在巨噬細胞的研究中，經(jīng)典的M1型細胞的活化被發(fā)現(xiàn)依賴于糖酵解功能，而M2型巨噬細胞的極化近來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）需要肉堿酰基轉(zhuǎn)移酶(CPT)系統(tǒng)，包括一個轉(zhuǎn)運體和兩個線粒體膜酶（CPT1和CPT2）。這個系統(tǒng)促進了長鏈脂肪酸進入線粒體基質(zhì)的運輸，在那里它們可以被代謝產(chǎn)生ATP。

位于線粒體外膜(OMM)上的CPT1和位于線粒體內(nèi)膜(IMM)上的CPT2在將長鏈脂肪酸以酰基輔酶A形式運輸?shù)骄€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(nèi)分別獲得骨髓來源的巨噬細胞（BMDMs）。野生型小鼠的BMDMs在加入脂肪酸后，基礎耗氧率（OCR）出現(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，無論有沒有使用CPT1酶的抑制劑，耗氧率都沒有出現(xiàn)顯著的改變。所以正常的巨噬細胞是有執(zhí)行脂肪酸氧化的功能的，但是缺少CPT2或者抑制CPT1酶的巨噬細胞，細胞執(zhí)行脂肪酸氧化的功能缺失。
 

進一步評估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在體外進行M2的極化，分別加入IL-4培養(yǎng)后，收集兩組細胞，通過流式檢測M2巨噬細胞表面抗原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含量并沒有出現(xiàn)顯著的差異。

在體內(nèi)誘導實驗中也發(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有明顯的差異。
 

綜上，本次的實驗結(jié)果表明不管是否具備脂肪酸氧化功能的細胞，都能在體內(nèi)外的實驗中成功誘導M2型巨噬細胞。本次實驗結(jié)合之前的研究說明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證實脂肪酸氧化（FAO）在巨噬細胞極化中是否具有相關(guān)或因果作用。