文章來源：中華內(nèi)分泌代謝雜志, 2017,33(03): 236-241
作者：劉冰雯 向宇飛 周智廣
摘要 自發(fā)現(xiàn)肥胖動物模型的脂肪組織存在巨噬細(xì)胞浸潤后，巨噬細(xì)胞便成為肥胖免疫學(xué)病因機(jī)制的研究熱點。本文總結(jié)了近年來對脂肪組織巨噬細(xì)胞變化和作用的研究成果，包括對脂肪組織巨噬細(xì)胞表型的新認(rèn)識、M2型巨噬細(xì)胞可能具有誘導(dǎo)米色脂肪的作用等，旨在為肥胖的免疫治療提供新靶點。
一、引言
巨噬細(xì)胞廣泛分布于人體多個組織器官，它能識別外來病原體，在固有免疫、炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。1993年Hotamisligil等發(fā)現(xiàn)肥胖動物模型脂肪組織的腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)分泌增加，首次將肥胖與炎癥相聯(lián)系，直到2003年Xu等和Weisberg等發(fā)現(xiàn)肥胖動物模型的脂肪組織存在大量巨噬細(xì)胞浸潤，從此開啟了脂肪組織巨噬細(xì)胞(adipose tissue macrophages, ATM)與肥胖相關(guān)性的研究。大量研究提示巨噬細(xì)胞是脂肪組織最主要的炎癥細(xì)胞，在肥胖引起的胰島素抵抗中起到關(guān)鍵性作用。據(jù)統(tǒng)計，世界上肥胖人數(shù)超過10億，肥胖日益成為全球關(guān)注焦點，而肥胖發(fā)生過程中巨噬細(xì)胞的病理生理作用還未完全闡明。本文總結(jié)了近年來對ATM在肥胖中的免疫學(xué)致病機(jī)制的研究，并闡述ATM與胰島素抵抗之間的密切關(guān)系，旨在為肥胖的免疫學(xué)治療提供新靶點。
二、肥胖與ATM浸潤
肥胖患者或動物模型的白色脂肪組織中存在巨噬細(xì)胞浸潤。Xu等 [3 ] 首先發(fā)現(xiàn)ob/ob小鼠、db/db小鼠或高脂飲食誘導(dǎo)(high fat diet，HFD)肥胖小鼠白色脂肪組織的巨噬細(xì)胞相關(guān)基因表達(dá)水平升高，脂肪組織免疫組化進(jìn)一步提示F4/80＋細(xì)胞(小鼠巨噬細(xì)胞標(biāo)記物)占脂肪組織的比例明顯升高(肥胖小鼠ATM和正常對照小鼠的比例分別為41%±4%與12%±2%, P <0.005)，并與脂肪細(xì)胞平均橫截面積正相關(guān) [4 ] 。本研究組亦發(fā)現(xiàn)高脂飲食小鼠附睪旁脂肪的巨噬細(xì)胞比例升高，且巨噬細(xì)胞比例隨高脂飲食的時間延長而增加 [6 ] 。肥胖患者多個部位的脂肪組織也發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象，且內(nèi)臟脂肪比皮下脂肪組織中的巨噬細(xì)胞浸潤更為嚴(yán)重，前者與體重指數(shù)或腰圍的相關(guān)性顯著高于后者，提示內(nèi)臟脂肪和肥胖的關(guān)系更為密切 [7 ] 。
三、ATM增加的途徑
正常小鼠和人的脂肪組織中的巨噬細(xì)胞稱為組織固有巨噬細(xì)胞(resident macrophage)，為分散于脂肪組織的小圓形細(xì)胞，參與維持脂肪組織的穩(wěn)態(tài)[1 ,4 ] 。肥胖發(fā)生時，ATM的數(shù)量劇增[4 ] 。了解ATM的來源對以ATM為靶向的藥物研發(fā)至關(guān)重要。根據(jù)近年研究，ATM增加的途徑如下。
1．ATM的募集：
急性感染的組織同樣存在巨噬細(xì)胞浸潤，一般認(rèn)為炎癥發(fā)生時，粒細(xì)胞集落刺激因子和趨化因子刺激骨髓緊急造血，釋放大量中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞入外周循環(huán)，組織局部的趨化因子吸引外周循環(huán)中經(jīng)典的Ly6Chi單核細(xì)胞穿過血管內(nèi)皮，遷入組織，分化為巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞，造成局部巨噬細(xì)胞浸潤，該過程稱為巨噬細(xì)胞的募集[1 ] 。
肥胖時ATM浸潤的機(jī)制與之類似。肥胖動物模型和患者存在骨髓增生和外周單核細(xì)胞增加。有研究發(fā)現(xiàn)ob/ob小鼠骨髓造血細(xì)胞明顯增生，伴外周單核細(xì)胞數(shù)升高，肥胖患者也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象，而減重手術(shù)能降低患者外周單核細(xì)胞的數(shù)量和百分比，這提示脂肪組織可能可進(jìn)一步影響骨髓及外周單核細(xì)胞數(shù)量[8 ,9 ] 。此外，小鼠異體骨髓移植實驗證明肥胖小鼠85%的ATM來源于骨髓[4 ] 。Oh等[10 ] 將標(biāo)記PHK26熒光染料的單核細(xì)胞注入肥胖小鼠外周循環(huán)后，肥胖小鼠脂肪組織內(nèi)出現(xiàn)PHK26＋細(xì)胞，且其比例高于對照組，進(jìn)一步證實ATM由外周循環(huán)遷入組織。ATM數(shù)量受趨化因子的影響，多個研究發(fā)現(xiàn)肥胖患者和小鼠脂肪組織的趨化因子增加。趨化因子對脂肪細(xì)胞募集巨噬細(xì)胞有關(guān)鍵作用。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為脂肪組織趨化因子增加是ATM浸潤的始發(fā)事件之一，營養(yǎng)過剩導(dǎo)致脂肪細(xì)胞增生和過度膨脹，造成局部缺氧和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，刺激脂肪細(xì)胞分泌趨化因子，募集單核細(xì)胞至脂肪組織，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞浸潤。聚集的ATM本身也表達(dá)趨化因子，形成惡性循環(huán)[11 ] 。下面將重點論述幾種趨化因子。
單核細(xì)胞趨化因子(monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1)及其受體CCR2(CC chemokine receptor 2)是研究最多的趨化因子及受體。本研究組實驗發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠附睪脂肪組織MCP-1的表達(dá)較正常組上調(diào)約7倍，肥胖患者也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象[7 ,12 ] ?；蚯贸蜻^表達(dá)實驗提示MCP-1和CCR2顯著影響ATM的浸潤和胰島素抵抗[13 ,14 ] 。動物實驗發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠脂肪組織的趨化因子CXC受體3(chemokine C-X-C motif receptor 3, CXCR3)、趨化因子CXC受體12(chemokine C-X-C motif ligand 12, CXCL12)、CC趨化因子受體5(CC chemokine receptor 5, CCR5)基因表達(dá)水平上調(diào)，敲除CXCR3、CCR5或阻斷CXCL12配體趨化因子CXC受體4(C-X-C motif chemokine receptor 4, CXCR4)肥胖小鼠的ATM含量均明顯下降，伴糖耐量或胰島素敏感恢復(fù)，提示多個趨化因子參與ATM浸潤[15 ,16 ,17 ] 。
趨化能力并非僅限于趨化因子及趨化因子受體系統(tǒng)，有研究發(fā)現(xiàn)class 3 semaphorin E (Sema 3E)和其受體plexin D1也對ATM募集起重要作用，它是一種胚胎神經(jīng)和心血管系統(tǒng)發(fā)育的神經(jīng)導(dǎo)向分子，在HFD肥胖小鼠的脂肪組織Sema3E-plexinD1通路表達(dá)上調(diào)[18 ] 。
以上種種證據(jù)均提示，骨髓來源的單核細(xì)胞在趨化因子的作用下遷入脂肪組織，造成ATM浸潤。除了影響脂肪組織局部趨化因子的大量表達(dá)外，聚集的ATM本身也足以進(jìn)一步誘導(dǎo)骨髓增生[8 ] 。有研究報道將肥胖小鼠的內(nèi)臟脂肪移植到正常小鼠可誘導(dǎo)后者出現(xiàn)單核細(xì)胞增多癥。研究發(fā)現(xiàn)ATM表達(dá)的S100A8/A9蛋白可能參與該過程，該蛋白可激活Toll樣受體4(Toll-like receptor 4, TLR4)-髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88, MyD88)信號通路和NOD樣受體蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-leucine-rich repeats containing pyrin domain 3, NLRP3)炎性體，從而促進(jìn)ATM分泌白細(xì)胞介素(IL)-1β至外周循環(huán)，刺激骨髓增生，造成惡性循環(huán)[8 ] 。
2．ATM的增殖：
Amano等[19 ] 給ob/ob小鼠注射氯膦酸二鈉脂質(zhì)體，以消除80%以上的外周單核細(xì)胞，卻發(fā)現(xiàn)ATM數(shù)量并未下降，說明ATM的數(shù)量維持并不僅依賴于外周單核細(xì)胞。肥胖患者和動物模型也存在ATM增殖活躍。Ki67是一種在細(xì)胞周期活躍時表達(dá)的蛋白，ob/ob小鼠內(nèi)臟脂肪組織Ki67＋巨噬細(xì)胞的比例比對照組高4倍，肥胖患者皮下脂肪組織的Ki67的基因表達(dá)約為正常對照組的2.5倍，并主要圍繞在壞死的脂肪組織周圍[19 ,20 ] 。外周單核細(xì)胞的募集可能在肥胖初期、巨噬細(xì)胞數(shù)量劇增時起主要作用，當(dāng)募集外周單核細(xì)胞不足以滿足局部ATM數(shù)量時，原位增殖是維持ATM數(shù)量的重要方式。
3．ATM的蓄積：
生理情況下，隨著急性炎癥的消退，巨噬細(xì)胞逐漸從炎癥組織遷移至外周淋巴結(jié)，長期慢性炎癥可能與巨噬細(xì)胞遷出能力受損有關(guān)。研究者首先在動脈粥樣硬化中發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞蓄積是斑塊慢性炎癥的重要機(jī)制，低氧環(huán)境能誘導(dǎo)人和小鼠動脈粥樣硬化斑塊的泡沫細(xì)胞表達(dá)Nertin-1及其受體Unc5b，這種神經(jīng)導(dǎo)向分子能阻斷趨化因子對巨噬細(xì)胞的定向遷移，導(dǎo)致泡沫細(xì)胞在動脈壁內(nèi)蓄積[21 ] 。與動脈粥樣硬化類似，肥胖者的脂肪組織也存在低氧和巨噬細(xì)胞浸潤，肥胖患者和小鼠ATM亦高表達(dá)Nertin-1和其受體Unc5b，基因敲除Nertin-1的肥胖小鼠的ATM數(shù)量比對照組低50%，而外周淋巴結(jié)的巨噬細(xì)胞數(shù)量高于對照組[22 ] 。提示Nertin-1參與的巨噬細(xì)胞蓄積是ATM長期浸潤的機(jī)制之一，恢復(fù)巨噬細(xì)胞的定向遷出是改善胰島素敏感性的潛在治療靶點之一。
四、ATM的極化
巨噬細(xì)胞在不同的微環(huán)境中呈現(xiàn)較大可變性，一般將巨噬細(xì)胞分為經(jīng)典活化型(又稱M1型)和替代活化型(又稱M2型)。這種命名衍生于Th1和Th2型免疫反應(yīng)，Th1型免疫反應(yīng)的干擾素γ(interferon gamma, IFN-γ)等細(xì)胞因子可刺激巨噬細(xì)胞向M1型活化，而Th2型免疫反應(yīng)的IL-4和IL-13激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子6(singnal transducers and activators of transcription 6, STAT6)以誘導(dǎo)M2型活化[23 ] 。M1型和M2型均表達(dá)F4/80、CD68和CD11b，但M1型巨噬細(xì)胞為CD11c＋而M2型巨噬細(xì)胞CD11c－。常見的M1型巨噬細(xì)胞表達(dá)基因有一氧化氮合酶2(nitric oxide synthase 2, Nos2)等，而M2型巨噬細(xì)胞表達(dá)精氨酸酶1(arginase-1, Arg1)、幾丁質(zhì)酶3蛋白3(chitinase 3-like 3, Ym1)、CD301等[1 ,23 ] 。目前并沒有一種表面標(biāo)記物能夠確切區(qū)分人類的M1型和M2型巨噬細(xì)胞，準(zhǔn)確的區(qū)分需要多種細(xì)胞標(biāo)志物的組合。除了細(xì)胞標(biāo)志物和表達(dá)基因的差異外，M1和M2型巨噬細(xì)胞的生物學(xué)特性也不同，M1型巨噬細(xì)胞通過分泌IL-6、TNF-α等促炎因子參與消除病原體，M2型巨噬細(xì)胞通過分泌IL-10和生長因子起抑制炎癥、組織修復(fù)和維持脂肪組織生理功能等作用[1 ] 。
肥胖時ATM向M1型巨噬細(xì)胞極化。多個研究發(fā)現(xiàn)正常小鼠的ATM以CD11c－巨噬細(xì)胞為主，CD11c＋巨噬細(xì)胞僅占ATM的9.3%，當(dāng)肥胖發(fā)生時，每單位質(zhì)量脂肪組織的CD11c＋巨噬細(xì)胞數(shù)量增加5.5～20倍，而CD11c－巨噬細(xì)胞無明顯差別[24 ,25 ] 。ATM基因表達(dá)提示，CD11c＋巨噬細(xì)胞類似M1型，其炎性基因的增加表達(dá)(如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶、IL-6、TLR4)，而CD11c－巨噬細(xì)胞表達(dá)Ym1，表型類似M2型巨噬細(xì)胞[24 ,25 ] 。劇增的CD11c＋巨噬細(xì)胞主要由外周單核細(xì)胞募集而來，聚集在壞死的脂肪細(xì)胞周圍，部分形成多核巨細(xì)胞，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有吞噬的脂滴，它與壞死的脂肪組織一起形成冠狀結(jié)構(gòu)(crown-like structures)，而CD11c－巨噬細(xì)胞為脂肪組織的組織固有細(xì)胞，分散于組織間隙[25 ,26 ] 。
目前多數(shù)文獻(xiàn)仍采用M1、M2型的二分類法歸納ATM特性。但實際上體內(nèi)的ATM呈現(xiàn)出復(fù)雜、獨特的連續(xù)表型譜。Kratz等[27 ] 發(fā)現(xiàn)肥胖患者ATM并不表達(dá)人慢性感染性炎癥中經(jīng)典活化的M1型巨噬細(xì)胞的標(biāo)記物。高糖、高脂、高胰島素環(huán)境誘導(dǎo)活化的巨噬細(xì)胞和病原體刺激活化的巨噬細(xì)胞的基因表達(dá)并不相同，比如前者比后者表達(dá)更高水平的三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體A1(ATP binding cassette transporter A1, ABCA1)和更低的CD206。以上研究提示，不能簡單地將代謝異常環(huán)境中活化的CD11c＋巨噬細(xì)胞等同于感染性炎癥激活的M1型巨噬細(xì)胞，它們可能存在不同的活化機(jī)制。關(guān)于肥胖發(fā)展過程中巨噬細(xì)胞表型變化和對應(yīng)的功能還有待研究，目前對人類巨噬細(xì)胞譜缺乏統(tǒng)一的標(biāo)記物，也尚不明確巨噬細(xì)胞標(biāo)記物的表達(dá)所涉及的細(xì)胞信號通路，這限制了研究的開展。
五、ATM與胰島素抵抗的關(guān)系
ATM是脂肪組織最主要的炎癥細(xì)胞，近來許多研究通過基因敲除技術(shù)建立動物模型，探索ATM和胰島素抵抗的因果關(guān)系以及影響ATM活化狀態(tài)的細(xì)胞因子。
1．M1型巨噬細(xì)胞介導(dǎo)胰島素抵抗：
研究發(fā)現(xiàn)，M1型巨噬細(xì)胞加重胰島素抵抗，利用基因敲除HFD小鼠CD11c＋ATM即出現(xiàn)脂肪組織炎癥減輕和胰島素抵抗的改善[28 ] ?；蚯贸鼵cr2的HFD小鼠的CD11c＋ATM數(shù)量明顯下降，伴隨脂肪組織炎癥基因表達(dá)下降和胰島素抵抗的改善[13 ] ，可見脂肪組織的CD11c＋ATM浸潤是胰島素抵抗的原因之一。
M1型巨噬細(xì)胞參與胰島素抵抗的機(jī)制與升高的游離脂肪酸(free fat acids, FFAs)有關(guān)，F(xiàn)FAs可能是ATM加重胰島素抵抗的始發(fā)因素。Fetuin-A是一種肝臟分泌的糖蛋白，肥胖時其血漿濃度升高[29 ] 。在Fetuin-A介導(dǎo)下，F(xiàn)FAs能間接地激活CD11c＋ATM的TLR4，使TLR4下游的核因子-κB抑制蛋白激酶β/核因子-κB(IKKβ/NF-κB)和c-Jun氨基末端激酶-活化蛋白1(c-Jun N-terminal kinase/activator protein 1, JNK/AP-1)炎癥信號通路磷酸化，導(dǎo)致細(xì)胞的炎癥基因表達(dá)增加，并分泌更多的TNF-α、IL-6、MCP-1等炎癥因子，也有研究發(fā)現(xiàn)FFAs亦激活A(yù)TM的TLR2參與胰島素抵抗[24 ] 。生理情況下，胰島素通過胰島素受體介導(dǎo)使胰島素受體底物(insulin receptor substrate, IRS)的酪氨酸磷酸化，從而激活下游的磷脂酰肌醇3激酶/絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(phosphoinositide 3-kinase/AKT serine/threonine kinase, PI3K/Akt )信號通路，促進(jìn)細(xì)胞對葡萄糖的攝取，發(fā)揮胰島素的降糖作用。但活化的IKKβ和JNK能使IRS的絲氨酸磷酸化，阻斷IRS的酪氨酸磷酸化和下游的PI3K/Akt通路，導(dǎo)致胰島素抵抗[30 ] 。另外，巨噬細(xì)胞分泌的炎癥因子，如TNF-α，能進(jìn)一步激活I(lǐng)KKβ/NF-kB、JNK/AP-1、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)等炎癥通路，形成惡性循環(huán)[31 ] 。
飽和脂肪酸也參與胰島素抵抗，肥胖時過量的飽和脂肪酸能抑制巨噬細(xì)胞表達(dá)CGI-58(comparative gene identification-58)，該蛋白具有調(diào)控線粒體功能的作用[32 ] 。動物實驗發(fā)現(xiàn)，敲除肥胖小鼠巨噬細(xì)胞的CGI-58基因后，ATM出現(xiàn)線粒體功能失調(diào)和活性氧簇介導(dǎo)的氧化應(yīng)激，導(dǎo)致NLRP3炎性體和下游的caspase-1的活化，伴胰島素抵抗和高血糖的加重[32 ] 。NLRP3炎性體是一種細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)的蛋白復(fù)合物，為Nod樣受體(the Nod like receptor, NLRs)家族中的一員，在肥胖糖尿病患者脂肪組織的表達(dá)增加[33 ] ?；罨腘LRP3炎性體和下游的caspase-1并不影響脂肪組織M1/M2的比例，但能促進(jìn)IL-1β和IL-18分泌，導(dǎo)致胰島素抵抗[33 ] 。
2．M2型巨噬細(xì)胞能改善胰島素敏感性：
與M1型相反，脂肪組織M2型巨噬細(xì)胞分泌抗炎因子IL-10能抑制炎癥和改善胰島素抵抗[34 ] ，因此M2型巨噬細(xì)胞的活化因子也間接影響胰島素敏感性。比如過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPAR-γ)是一種脂肪酸的感受器，在脂肪組織M2型巨噬細(xì)胞中廣泛表達(dá)。只有在其作用下，IL-4才能激活STAT6，誘導(dǎo)髓系細(xì)胞的線粒體生物合成和脂肪酸氧化，PPAR-γ介導(dǎo)單核細(xì)胞向M2型巨噬細(xì)胞活化[35 ,36 ] ?；蚯贸逝中∈缶奘杉?xì)胞PPAR-γ后，其脂肪組織M2型巨噬細(xì)胞的相關(guān)基因表達(dá)水平降低70%～80%，而M1型巨噬細(xì)胞的炎癥基因表達(dá)升高，伴胰島素抵抗和高血糖的加重[35 ] ，提示PPAR-γ對M2型巨噬細(xì)胞表型的維持和恢復(fù)胰島素敏感性有重要作用。另一種與M2型巨噬細(xì)胞表型密切相關(guān)的細(xì)胞因子是Krüppel樣因子4(Krüppel-like factor 4, KLF4)，它是轉(zhuǎn)錄因子鋅指結(jié)構(gòu)的一種亞型。與PPAR-γ類似，KLF4能協(xié)同IL-4激活STAT6，抑制NF-kB信號通路，同時具有活化M2型巨噬細(xì)胞和抑制M1型巨噬細(xì)胞的作用[37 ] 。敲除肥胖小鼠巨噬細(xì)胞的KLF4將導(dǎo)致肥胖小鼠脂肪組織的M2型巨噬細(xì)胞比例下降和胰島素抵抗、高血糖的惡化[37 ] 。與正常人相比，肥胖患者皮下脂肪組織的KLF4表達(dá)水平下降了50%，這可能是脂肪組織內(nèi)M1/M2比例升高的原因之一[37 ] 。
3．ATM與體重改變：
有研究利用活體多光子顯微成像技術(shù)動態(tài)觀察高脂高糖喂養(yǎng)的小鼠ATM的遷移，發(fā)現(xiàn)CD11c＋ATM浸潤和遷移速度增加為肥胖初期事件，早于HFD小鼠體重改變[38 ] 。前文已述，去除肥胖小鼠M1型巨噬細(xì)胞能恢復(fù)其胰島素敏感性，但與對照組相比，其體重并無統(tǒng)計學(xué)差異[28 ] ，提示M1型巨噬細(xì)胞不依賴于體重介導(dǎo)胰島素抵抗。大部分研究亦提示脂肪組織M1型巨噬細(xì)胞的數(shù)量改變不伴隨體重變化，比如MCP-1過表達(dá)的HFD小鼠脂肪組織M1型巨噬細(xì)胞顯著增加伴胰島素抵抗，反之，敲除MCP-1的HFD小鼠M1型巨噬細(xì)胞數(shù)量下降伴胰島素敏感性恢復(fù)，但這兩種基因型小鼠的攝食量和體重均較野生型HFD小鼠無異，與之類似的肥胖小鼠模型還包括CXCR3－/－小鼠、CCR5－/－小鼠、Sema3eKo小鼠等[14 ,15 ,17 ,18 ] 。有研究報道CCR2－/－HFD小鼠(M1型巨噬細(xì)胞顯著降低)體重較野生型HFD小鼠下降15%，可能是與該模型小鼠的攝食下降有關(guān)，與體重匹配的對照組相比，CCR2－/－HFD小鼠的胰島素抵抗仍明顯改善[13 ] 。這提示肥胖時M1型巨噬細(xì)胞的浸潤不影響或僅輕微影響體重。然而M2型巨噬細(xì)胞與M1不同，Mac-PPARγKO的HFD小鼠(巨噬細(xì)胞特異性敲除PPARγ)或MyeKO的HFD小鼠(髓系細(xì)胞特異性敲除KLF4)脂肪組織M2型巨噬細(xì)胞數(shù)量顯著下降，伴隨更嚴(yán)重的胰島素抵抗和體重、脂肪總量的增加，基因表達(dá)提示β氧化相關(guān)基因表達(dá)下降，提示M2型巨噬細(xì)胞可能參與脂肪酸氧化，具有減重作用，增加M2型巨噬細(xì)胞比例為治療肥胖的潛在靶點[35 ,37 ] 。
六、M2型巨噬細(xì)胞介導(dǎo)白色脂肪棕色化
除了分泌抗炎因子IL-10，脂肪組織的M2型巨噬細(xì)胞還對白色脂肪棕色化起關(guān)鍵作用。棕色脂肪主要分布于嚙齒類動物和嬰兒，特征性地通過解耦聯(lián)蛋白1(uncoupling protein 1, UCP-1)介導(dǎo)產(chǎn)熱。在長期寒冷或β腎上腺素受體激活物刺激下，白色脂肪組織也可以出現(xiàn)高表達(dá)UCP-1的細(xì)胞，與棕色脂肪細(xì)胞相似卻不同，稱為米色脂肪，該過程稱為白色脂肪棕色化[39 ] 。棕色脂肪和米色脂肪參與適應(yīng)性產(chǎn)熱，具有減重和改善胰島素抵抗的作用，是近年肥胖治療的研究熱點。M2型巨噬細(xì)胞對寒冷誘導(dǎo)米色脂肪起重要作用，低溫環(huán)境中小鼠白色脂肪的M2型巨噬細(xì)胞增加，而M1型比例不變[39 ,40 ] 。這些增加的M2型巨噬細(xì)胞可能由外周CCR2＋單核細(xì)胞招募至脂肪組織，在嗜酸性粒細(xì)胞分泌的IL-4、IL-13(Th2型免疫反應(yīng)細(xì)胞因子)作用下向M2型巨噬細(xì)胞活化[41 ] 。小鼠受冷刺激時，M2型巨噬細(xì)胞分泌大量去甲腎上腺素(約占總量50%以上)，誘導(dǎo)白色脂肪棕色化，促進(jìn)脂解，增加產(chǎn)熱[40 ] 。IL-4/13－/－小鼠的米色脂肪生成受到抑制，而為處于常溫中(30℃)的小鼠注射IL-4能增加皮下脂肪組織的M2型巨噬細(xì)胞和UCP-1基因表達(dá)，提高小鼠在冷環(huán)境中的總產(chǎn)熱能[41 ] 。
van Marken等[42 ] 發(fā)現(xiàn)，不同的室溫下，年輕肥胖患者的棕色脂肪活性低于體重正?；颊?，提示肥胖患者的棕色脂肪和誘導(dǎo)米色脂肪的能力受損。動物實驗也發(fā)現(xiàn)HFD小鼠皮下脂肪組織的UCP-1蛋白和合成兒茶酚胺的相關(guān)酶基因表達(dá)顯著降低[41 ] 。與之類似，注射TNF-ɑ的正常小鼠的脂肪組織UCP-1基因表達(dá)也受抑制，而用氯膦酸二鈉脂質(zhì)體消除HFD小鼠脂肪組織的M1型巨噬細(xì)胞可恢復(fù)UCP-1的基因表達(dá)[43 ] ，提示肥胖時局部炎癥反應(yīng)和ATM向M1型極化可能是棕色和米色脂肪組織受抑制的原因之一。
M2型巨噬細(xì)胞對誘導(dǎo)白色脂肪棕色化至關(guān)重要，為潛在治療靶點，目前已在肥胖動物模型上開展相關(guān)研究。前文提及Th2型細(xì)胞因子如IL-4能作用于巨噬細(xì)胞內(nèi)的IL-4Rɑ，使單核細(xì)胞向M2型活化[41 ] 。有研究者將目光投向Th2型細(xì)胞因子，為肥胖小鼠模型注射IL-4能提高HFD小鼠脂肪組織的產(chǎn)熱基因表達(dá)(包括UCP-1)，小鼠血糖和胰島素敏感性也相應(yīng)改善[41 ] 。也有研究直接關(guān)注于M2型巨噬細(xì)胞，受體相互作用蛋白140(receptor interacting protein 140, RIP140)是一種NF-kB信號通路的協(xié)同刺激因子，能促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞活化和炎癥，基因敲除巨噬細(xì)胞RIP140能使肥胖小鼠脂肪組織M2型巨噬細(xì)胞比例增加約3倍，伴白色脂肪棕色化和胰島素敏感性恢復(fù)，將該種小鼠模型的ATM(以M2型巨噬細(xì)胞為主)注入野生型肥胖小鼠脂肪組織，亦能誘導(dǎo)后者的米色脂肪生成，并減輕胰島素抵抗[44 ] 。M2型巨噬細(xì)胞對米色脂肪的誘導(dǎo)分化對治療肥胖極具前景。
七、總結(jié)與展望
綜上所述，營養(yǎng)過剩導(dǎo)致脂肪組織趨化因子分泌增加，募集骨髓來源的外周單核細(xì)胞進(jìn)入脂肪組織并主要分化為M1型巨噬細(xì)胞，巨噬細(xì)胞原位增殖和遷出能力受損加重了ATM浸潤。促炎的M1型巨噬細(xì)胞分泌大量炎性細(xì)胞因子，激活炎癥通路，參與肥胖患者的胰島素抵抗(圖1 )。脂肪組織的炎癥也牽涉到其他固有免疫和適應(yīng)性免疫細(xì)胞，本文不展開討論。
圖1 肥胖時脂肪組織巨噬細(xì)胞的變化
