免疫细胞如何控制棕色脂肪组织，从而应对寒冷

时间：2024年3月28日

来源：Cell Reports

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筑波大学的研究人员已经阐明了巨噬细胞的分子机制，巨噬细胞是一种免疫细胞，通过控制棕色脂肪组织的产热来提高体温以应对寒冷。

在寒冷环境中保持体温对生存至关重要。然而，详细的机制仍然难以捉摸。人体采用两种方式产热:由骨骼肌介导的寒颤产热和由棕色脂肪组织介导的非寒颤产热。后者对于长期适应寒冷尤为重要。

研究人员调查了转录因子MAFB在巨噬细胞中的作用，巨噬细胞是一种免疫细胞类型，参与棕色脂肪组织中的非寒战产热。这种组织可以产生热量来提高体温，以应对寒冷，主要由交感神经系统调节。因此，研究人员培育了缺乏Mafb的小鼠，并将它们暴露在寒冷的环境中，监测它们的体温变化。

他们的研究发表在《Cell Reports》杂志上。

本研究探讨了转录因子MAFB在棕色脂肪组织（BAT）产热中的作用，特别是在巨噬细胞特异性Mafb缺陷（Mafbf/f::LysM-Cre）小鼠模型中。研究发现，巨噬细胞中Mafb的缺失会降低在寒冷条件下的BAT产热、能量消耗以及交感神经（SN）密度。这种表型特征为促炎症环境，其特征包括巨噬细胞/粒细胞的聚集、白细胞介素-6（IL-6）产生的增加以及IL-6转信号传导，这些因素导致神经生长因子（NGF）表达的减少和BAT中SN密度的降低。研究通过使用由IL-6启动子驱动的luciferase读数在RAW-264.7巨噬细胞系中确认了MAFB对IL-6表达的调控。免疫组化显示，BAT中产生NGF的细胞呈现聚集的组织结构，这些细胞主要是TRPV1+的血管平滑肌细胞，这一点通过单细胞RNA测序和基质血管部分的RT-qPCR也得到了进一步证实。对Mafbf/f::LysM-Cre小鼠使用抗IL-6受体抗体治疗可以恢复SN密度、体温和能量消耗。

此外，这项研究还展示了通过靶向IL-6信号通路来恢复BAT功能的可能性，为治疗与BAT功能障碍相关的疾病提供了新的治疗策略。通过抗IL-6受体抗体的治疗，可以改善Mafb缺陷小鼠的体温调节和能量代谢，这为开发新的治疗药物提供了潜在的靶点。这些发现不仅增进了我们对MAFB在免疫调节和能量代谢中作用的理解，也为未来的研究和临床应用奠定了基础。

总结来说，MAFB的缺失导致了促炎症环境的形成，进而影响了BAT的功能，包括减少了NGF的产生和SN的密度，这些都是产热和能量消耗降低的关键因素。在Mafb缺乏的小鼠中，棕色脂肪组织产生的热量减少，导致体温下降。此外，MAFBB缺陷小鼠棕色脂肪组织中交感神经纤维密度明显低于野生型小鼠。进一步分析发现，MAFB抑制炎症细胞因子IL-6的表达，从而降低棕色脂肪组织中神经生长因子的表达，损害交感神经纤维的发育。

这些结果表明，MAFB介导的交感神经纤维密度调节在棕色脂肪组织的产热能力中起关键作用。这项研究揭示了MAFB在调节巨噬细胞的多种稳态功能中的作用，并特别强调了MAFB在BAT产热中的重要性。MAFB通过抑制巨噬细胞中IL-6的表达，维持了BAT中交感神经系统的稳定，这对于寒冷环境下的体温维持和能量代谢至关重要。这些发现有助于对体温维持与巨噬细胞的关系有新的理解，对寒冷气候下的健康保护和通过增加能量消耗来治疗肥胖有潜在的意义。