科研 | Cell Metab:细胞间线粒体向巨噬细胞的转移调节白色脂肪组织的稳态,并在肥胖症中受损

编译:胡亚楠,编辑:Tracy、江舜尧。

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导读

最近的研究表明线粒体可以在细胞之间转移以支持代谢受损细胞的存活,然而细胞间线粒体转移发生在白色脂肪组织(WAT)中还是在体内调节代谢稳态仍是未知的。我们发现巨噬细胞在体内从邻近的脂肪细胞中获取线粒体,并且该过程定义了转录上不同的巨噬细胞亚群。全基因组CRISPR-Cas9敲除筛选显示线粒体摄取取决于硫酸乙酰肝素(HS),高脂饮食(HFD)诱导的肥胖小鼠在WAT巨噬细胞上表现出较低的HS水平,并且从脂肪细胞向巨噬细胞的细胞间线粒体转移减少。髓样细胞中HS生物合成基因Ext1的缺失会减少WAT巨噬细胞对线粒体的吸收,增加WAT的质量,降低能量消耗,并加剧体内HFD引起的肥胖。总的来说,本研究表明,脂肪细胞和巨噬细胞利用细胞间线粒体转移作为免疫代谢串扰的一种机制,调节代谢稳态,也在肥胖症中受损。

论文ID

原名:Intercellular Mitochondria Transfer to Macrophages Regulates White Adipose Tissue Homeostasis and Is Impaired in Obesity
译名:细胞间线粒体向巨噬细胞的转移调节白色脂肪组织的稳态,并在肥胖症中受损
期刊:Cell Metabolism
IF:21.567
发表时间:2020.11
通讯作者:Steven L. Teitelbaum
通讯作者单位:华盛顿大学医学院医学系

实验设计

在肥胖的背景下,多种细胞因子激活白色脂肪组织(WAT)中的巨噬细胞,从而促进慢性炎症,导致糖、脂和能量代谢紊乱,但对于巨噬细胞和脂肪细胞如何相互作用并维持代谢稳态仍缺乏完整的了解。本文基于以上背景对细胞间线粒体转移是否发生在脂肪组织中,或者这个过程是否调节机体代谢平衡展开了调查。研究人员使用了一个脂肪细胞特异性线粒体报告基因(MitoFat)小鼠模型,通过在体内进行骨髓移植实验证实了WAT中的巨噬细胞可以从体内的脂肪细胞中获得线粒体。通过使用全基因组CRISPR-Cas9筛选,研究者发现巨噬细胞的线粒体摄取依赖于硫酸肝素(HS)的生物合成途径,包括基因外泌肌球蛋白1(Ext1)及其异源二聚体Ext2,证实它们与小鼠以及人类体内葡萄糖和脂质稳态的维持有关,并在这个脂肪细胞到巨噬细胞的线粒体转移轴在WAT中定义了一个独特的巨噬细胞亚群。

实验结果

1. WAT中的巨噬细胞从体内其他类型的细胞中获取线粒体

为了测试在体内是否发生细胞间线粒体转移,我们进行了同基因骨髓移植。我们将CD45.1野生型(WT)骨髓植入宿主CD45.2线粒体报告基因小鼠中,表达与细胞色素c复杂物VIII(mtD2)的线粒体靶向序列相连的荧光蛋白Dendra2(图1A)。作为对照,我们将WTCD45.1骨髓移植到WT CD45.2受体中,植入12周后,从eWAT,腹股沟(i)WAT和棕色脂肪组织(BAT)中分离出间质血管部分(SVF)以进行流式细胞术分析。这些器官中的绝大多数免疫细胞是WT供体来源的CD45.1+CD45.2–细胞,eWAT中的嵌合率为77%,iWAT中为88%,BAT中为72%;然后,我们在eWAT中对WTCD45.2+CD45.1–供体来源的免疫细胞进行门控,发现从mtD2宿主中分离出来时,近40%细胞是mtD2+(图1B),这些供体来源的mtD2+细胞大多数是巨噬细胞(65.5%),其他髓样细胞如单核细胞,CD11c+细胞,嗜酸性粒细胞和嗜中性粒细胞代表了其余大部分(图1C)。接下来,我们对WTCD45.1+CD45.2–F4/80+CD64+供体来源的巨噬细胞进行了门控,发现从mtD2宿主中分离时,约60%是mtD2+,而从WT宿主中分离时约为3%(p<0.001;图1D)。来自于mtD2+的巨噬细胞比例明显高于单核细胞,CD11c+细胞,嗜酸性粒细胞,嗜中性粒细胞,CD4+细胞或其他未定义的细胞类型(图1E);此外,eWAT和iWAT中的mtD2+巨噬细胞比例明显高于BAT(图1F)。总的来说,这些骨髓移植数据表明,WAT中的巨噬细胞和BAT程度较小的BAT从宿主细胞中获取线粒体。

图1 巨噬细胞从其他细胞类型体内获得线粒体

(A) 实验设计。(B) 受体附睾白色脂肪组织(eWAT)中来自mtD2+的活体源性WT免疫细胞的频率。在活CD45.1+ CD45.2–细胞上预选。(C) WT供体细胞群中代表的细胞类型是mtD2+。(D) eWAT中来自WT供体的巨噬细胞mtD2+的频率。在eWAT中的活CD45.1+CD45.2–CD64+F4/80+巨噬细胞上预选。(E) eWAT中指示的供体来源的免疫细胞mtD2+的频率。(F) 与腹股沟(i)WAT和棕色脂肪组织(BAT)相比,eWAT中来自供体的巨噬细胞mtD2+的频率。

流式细胞仪的局限性在于它不能区分表面结合和宿主细胞源性线粒体的内在化。为了确定线粒体是否在体内被内在化,我们从野生型小鼠的eWAT分离了巨噬细胞,我们用CytoTrackerOrange(CMTMR)标记了它们,将这些细胞过继转移到mtD2宿主小鼠中,然后在宿主eWAT上进行了活体2光子显微镜检查(图2A),这种成像技术使我们能够在活小鼠的eWAT内捕获约25-30mm深的图像。宿主eWAT显示宿主来源的大脂肪细胞(虚线圆圈)、mtD2+线粒体和CMTMR+供体巨噬细胞与宿主脂肪细胞相邻(图2B)。正如嗜酸性粒细胞和第2组先天性淋巴样细胞所观察到的,这表明过继转移的eWAT巨噬细胞可以重新定位到其起源组织,更重要的是,CMTMR+供体巨噬细胞包含内在的宿主来源的线粒体,并且似乎在质膜上显示出与宿主来源的线粒体的相互作用(图2C)。具有位置映射的三维重建证实,我们可以在CMTMR+供体巨噬细胞内发现宿主细胞的线粒体(图2D);此外,延时摄影还显示了线粒体摄取事件,CMTMR+供体巨噬细胞内宿主细胞源性线粒体的贩运,以及涉及内部线粒体的明显融合和裂变(图2E)。这些数据证实,WAT中的巨噬细胞可将体内其他细胞类型的线粒体内在化。

图2 体内2-光子显微镜显示体内WAT中的线粒体转移

(A) 实验设计。(B) 低倍放大显示宿主脂肪细胞(虚线),宿主衍生的mtD2+线粒体(绿色,箭头)和WT CMTMR标记的巨噬细胞(红色)。(C) 供体巨噬细胞的高倍放大Z堆栈,显示供体巨噬细胞(mac)中黄色宿主衍生的线粒体。(D) 供体巨噬细胞中宿主细胞衍生的mtD2+线粒体的三维重建和位置映射。(E) 延时成像显示体内WAT中的线粒体摄取事件。

2.脂肪细胞将线粒体转移至巨噬细胞,在体内定义不同的巨噬细胞亚群

考虑到WAT中脂肪细胞的丰富性,我们假设脂肪细胞可能会将其线粒体转移至巨噬细胞。为了测试这一点,我们通过将mtD2ox与Adipoq克雷小鼠杂交,生成了脂肪细胞特异性线粒体报告基因小鼠(MitoFat)。我们发现,在性腺(g)WAT中约40%的巨噬细胞包含来自脂肪细胞的线粒体(图3A和3B)。为了确认脂肪细胞将线粒体转移到巨噬细胞,我们将CMTMR标记的eWAT巨噬细胞过继转移到MitoFat小鼠体内,并对宿主eWAT进行活体2光子显微镜检查。具有位置映射的三维重建证实,脂肪细胞源的线粒体可以在CMTMR+供体巨噬细胞中鉴定出来(图3C),这些观察结果定义了体内WAT中发生的脂肪细胞到巨噬细胞线粒体转移轴。

图3 脂肪细胞将线粒体体内转移至WAT中的巨噬细胞,从而定义了不同的巨噬细胞亚群

(A和B)来自对照组和脂肪细胞特异性线粒体报告基因小鼠(MitoFat)每克eWAT的活CD45+ CD11b+CD64+巨噬细胞的频率和数量。(C)WT eWAT巨噬细胞(mac)用CMTMR标记并过继转移到MitoFat小鼠体内以对宿主eWAT进行活体2-光子显微镜检查含有脂肪细胞源性线粒体的供体巨噬细胞的三维重建(左)和位置图(右)(箭头)。(D–G)(D)定义MitoFat小鼠体内具有(mtD2+)或尚未(mtD2)从脂肪细胞体内获取线粒体的巨噬细胞的门控策略,用于比较(E)电荷独立的线粒体质量指示剂的荧光强度MitoID-Red,(F)电荷依赖的线粒体染料MitoTracker Red CMX 蔷薇碱(CMXRos)归一化为MitoID-Red,(G)电荷依赖性染料MitoSOX Red标准化为CMXRos。(H)比较1毫米多色红色乳胶珠的mtD2+和mtD2- eWAT巨噬细胞吞噬作用。对于(E-H),线连接从同一样本获得的成对数据点。(I和J)来自MitoFat小鼠eWAT的mtD2+和mtD2巨噬细胞的Messenger RNA测序。(J)检测到的笔录的火山图。(K-M)GSEA显示出HIF-1a/TF途径的富集(K)和与电子转运(L)和胶原蛋白合成(M)相关的基因的去富集。

为了测试从脂肪细胞到巨噬细胞的细胞间线粒体转移是否与WAT巨噬细胞表型的改变有关,我们从MitoFat小鼠中分离了WATSVF,并直接比较了已接受(mtD2+)或未接受(mtD2–)的巨噬细胞。为了测试细胞线粒体从脂肪细胞向巨噬细胞的转移是否与WAT巨噬细胞表型的改变有关,我们从MitoFat小鼠中分离了WATSVF,并直接比较了具有(mtD2 +)或没有(mtD2–)从脂肪细胞接受线粒体的巨噬细胞(图3D)。首先,我们发现mtD2+巨噬细胞比相同样品中的mtD2-巨噬细胞具有更多(15%)的线粒体,但线粒体质量显著高于电荷独立的MitoID-Red染色的线粒体(图3E)。如电荷依赖性CMX罗莎明染料所示,mtD2+巨噬细胞的线粒体总膜电位相对于mtD2-巨噬细胞有所降低(图3F)。与mtD2-巨噬细胞相比,mtD2+巨噬细胞中线粒体活性氧物种包括但不限于超氧化物的指标MitoSOX染色升高(图3G);其次,我们将WATSVF分离株暴露于1毫米红色荧光乳胶珠,发现与配对样品中的mtD2-巨噬细胞相比,mtD2+巨噬细胞表现出显着降低的珠吞噬作用(图3H)。

接下来,我们从MitoFat小鼠的eWAT分选纯化了mtD2-和mtD2+巨噬细胞,并进行了无偏RNA测序。主成分分析表明,从脂肪细胞内化了线粒体的eWAT巨噬细胞在转录上与未吸收线粒体的巨噬细胞在转录上不同(图3I)。差异基因表达分析表明,有120个基因被显著下调,而219个基因被显着上调至少2倍(图3J)。mtD2+与mtD2-巨噬细胞中排名前20位的差异表达基因包括上调的mtDNA编码,趋化因子和抗炎基因,以及下调的主要组织相容性复合物MHC-II抗原呈递基因;此外,基因集富集分析(GSEA)表明,从脂肪细胞接受线粒体的巨噬细胞富含与缺氧诱导因子HIF-1a/组织因子途径相关的基因(图3K),与电子运输(图3L)和胶原蛋白合成(图3M)相关的基因,这些数据共同表明从脂肪细胞到巨噬细胞的线粒体转移定义了不同的巨噬细胞亚群。

3.全基因组CRISPR-Cas9敲除筛选确定HS生物合成途径是线粒体摄取必不可少的

已知线粒体的摄取会被多种细胞松弛素(抑制肌动蛋白聚合和重新排列细胞骨架的能力)的真菌代谢产物家族减少,但是,对于线粒体摄取所需的基因知之甚少。N-甲酰基蛋氨酸残基仅在细菌和mtDNA编码的蛋白质中发现并结合甲酰基肽受体1(FPR1),该基因被巨噬细胞高度表达,因此,我们假设FPR1可能介导线粒体从脂肪细胞转移到巨噬细胞。为了对此进行测试,我们将MitoFat与Fpr1-/-小鼠杂交,以生成FPR1缺陷型MitoFat小鼠,并且出乎意料地发现,体内线粒体从脂肪细胞向巨噬细胞的转移不需要FPR1。虽然我们不能排除其他FPR家族成员在介导线粒体转移中的作用,但我们转向了一种无偏见的方法,以进一步了解介导巨噬细胞摄取线粒体的分子机制。

图4 全基因组CRISPR敲除屏幕将HS鉴定为巨噬细胞摄取线粒体必不可少的

(A)全基因组CRISPRCas9敲除筛选的实验设计。(B)STARS得分分析确定了23个FDR <0.05的富集基因。(C)23种富集基因的列表,其中红色基因是HS生物合成所必需的。(D)通过CRISPR筛选鉴定的23个基因的GO Term富集分析。(E)关于在CRISPR筛选中富集的13个HS合成基因的示意图,追踪了无监督的整个HS生物合成途径。(F)13种克隆选择的BV2-Cas9细胞系中的表面HS水平,(G)mtD2线粒体摄取和(H)1-mm红色乳胶珠吞噬作用,其中sgRNA靶向所示基因。(I)用乙酰肝素I-III预处理BV2细胞后线粒体的摄取。(J)用1 mg/mL HS蛋白多糖(HSPG)预孵育mtD2线粒体后BV2细胞摄取线粒体。(K)用PBS或肝素处理7天后,来自MitoFat小鼠的eWAT中mtD2+巨噬细胞的频率。

我们采用了全基因组的CRISPR-Cas9敲除筛选来鉴定线粒体摄取必需的基因。为了实现这一目标,我们稳定地转导了BV2髓样细胞以表达Cas9,引入了BrieCRISPR文库以及4个sgRNA向导,分别靶向19,674个基因,然后将细胞池暴露于mtD2线粒体(图4A),接着,我们对无法与外源线粒体物理相互作用的mtD2-BV2细胞进行了分选纯化。sgRNA向导在mtD2–和输入群体中扩增并测序,STARS得分富集分析为执行。该筛选确定了23个候选基因,其虚假发现率(FDR)<0.05,而每个STARS得分>4.5(图4B)。在这23个基因中,有13个参与了HS生物合成(红色基因,图4C),这已通过基因本体(GO)术语富集分析得到证实,表明相关基因的富集>200倍HS蛋白多糖(HSPG)的生物合成过程(图4D)。这13个基因追踪了整个HS生物合成过程,包括合成HS底物(Uxs1,Ugp2和Ugdh),糖胺聚糖(GAG)接头链(Fam20b,B4galt7,B3galt6,和B3gat3),HS链(Extl3,Ext1和Ext2),以及参与HS聚合物硫酸化的基因(Papss1,Slc35b2和Hs6st1)(图4E)。

为了验证HS是最佳线粒体摄取所必需的,我们使用了CRISPRsgRNA指南针对B3gat3,B3galt6,B4galt7,Uxs1,Upg2,Ugdh,Extl3,Ext1,Ext2,Slc35b2,Papss1和Hs6st1来生成基因编辑的克隆细胞系,作为对照,我们使用了针对绿色荧光蛋白(GFP)的CRISPRsgRNA指南。除sgRNA Hs6st1外,每个基因编辑的细胞系在其细胞表面均具有不可检测的HS,该细胞系能够合成完整的HS链,但缺乏6-O硫酸化作用(图4F)。与对照细胞相比,每种经过基因编辑的细胞系均显示出明显降低的线粒体摄取(图4G),而删除这些HS合成基因并不会影响1-mm乳胶珠的摄取(图4H),这表明HS可以促进与线粒体的相互作用,但不是所有异物的相互作用。我们进一步支持HS在线粒体摄取中的作用,我们发现用乙酰肝素酶I-III酶促去除BV2细胞上的HS会损害线粒体摄取(图4I),与这些数据一致,在体外用HS蛋白聚糖(HSPG)预处理纯化的线粒体可抑制其被BV2细胞摄取(图4J)。此外,我们用普通肝素(高度硫酸化的HS形式在临床上广泛用作抗凝剂)治疗MitoFat小鼠,可抑制体内eWAT中线粒体从脂肪细胞转移至巨噬细胞(图4K)。这些遗传、酶促和药理学方法共同表明,HS对于体内和体外有效吸收线粒体至关重要。

4.肥胖与线粒体从脂肪细胞向巨噬细胞转移的减少有关

为了测试在肥胖情况下从脂肪细胞到巨噬细胞的细胞间线粒体转移是否发生改变,我们给MitoFat小鼠喂了正常的食物或HFD,持续12周。HFD诱发的肥胖与WAT中从脂肪细胞到巨噬细胞的细胞间线粒体转移显著减少有关(图5A和5B)。为了测试这种肥胖相关的变化是否是由于线粒体从脂肪细胞的释放受损,巨噬细胞对线粒体的摄取受损或两者兼而有之,我们使用了WAT外植体共培养系统。我们将来自饲喂食物或HFD的CD45.1mtD2小鼠切碎的WAT外植体与喂饲食物或HFD的CD45.2WT小鼠切碎的WAT外植体共培养10-12周,流式细胞仪用于确定从mtD2供体WAT接受线粒体的CD45.2WT巨噬细胞比例。我们发现改变供体mtD2 WAT的营养状况对线粒体转移至受体巨噬细胞没有影响(图5C),而当受体巨噬细胞来自HFDWAT时,我们观察到线粒体转移明显减少(图5C)。因此,线粒体从脂肪细胞向巨噬细胞转移的减少似乎是由于线粒体摄取的巨噬细胞固有损伤所致。与该结果一致的是,我们观察到,与正常食物喂养的对照相比,来自HFD喂养的小鼠的eWAT巨噬细胞在其表面的HS水平大大降低了(图5D)。

图5 在肥胖症中以及在用IFN-g和LPS刺激后,细胞间线粒体向巨噬细胞的转移受到损害

(A和B)给6周大的MitoFat雄性小鼠喂食12周或HFD,通过流式细胞术鉴定eWAT巨噬细胞中的活CD45+ SiglecFCD11b+ CD64+巨噬细胞。显示了mtD2+巨噬细胞的比例。(C)WAT外植体与先天不同的mtD2供体WAT共培养后mtD2+的WT受体巨噬细胞的频率。(D)喂了10到12周的高脂食物或HFD的小鼠eWAT巨噬细胞的相对表面HS含量(E)喂食或HFD 12周的MitoFat小鼠eWAT的CD206+ CD11c和CD206 CD11c+巨噬细胞中mtD2+细胞的频率。(F)皮尔逊线性回归将(E)中定义的mtD2+ eWAT巨噬细胞的比例与其相对HS水平相关联。(G)BV2细胞用PBS,20 ng/mL白介素(IL-4)或10 ng/mL干扰素IFN-g加1 ng/mL脂多糖(LPS)刺激24小时,然后与1毫米的红色乳胶珠和纯化的mtD2线粒体。(I)BV2细胞中所示HS生物合成基因的mRNA表达。

在肥胖症中,促炎细胞因子(如IFN-g,LPS和其他刺激物)促进WAT中M1类巨噬细胞的蓄积。我们发现,从食物中摄取了线粒体的F4/80+CD64+ CD206 CD11c+(M1样)巨噬细胞的比例显着低于F4/80+CD64+ CD206+ CD11c(M2样)巨噬细胞(图5E)。此外,在HFD诱导的肥胖症环境中,M1类和M2类WAT巨噬细胞群体均显示mtD2+细胞比例降低(图5E),而mtD2+巨噬细胞百分比与细胞表面HS水平相关(图5F),因此,我们假设IFN-g和LPS的M1样极化可能会损害线粒体的摄取。为了验证该想法,我们分别用磷酸盐缓冲液(PBS),IL-4或IFN-g加LPS将BV2细胞极化为M0,M2或M1型,并持续了24小时,然后我们通过对M2标记精氨酸酶1(ARG1)和M1标记诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的细胞内流式细胞术分析证实了极化。接着,我们用红色乳胶珠培养M0,M1和M2极化的BV2细胞,其大小与线粒体相似,并且发现与IL-4相比,IFN-g和LPS处理导致珠粒吞噬作用增加(图5G)。该观察结果与先前的研究一致,后者表明用IFN-g激活巨噬细胞会增加吞噬作用和巨胞饮作用,而用IFN-g加LPS处理BV2细胞明显降低了线粒体的摄取,而IL-4没有作用(图5H);我们还发现,IFN-g加LPS降低了参与HS生物合成的转录物的表达,而IL-4没有作用(图5I)。这些数据表明,IFN-g和LPS激活会损害线粒体的摄取,并表明这些促炎性刺激可能有助于减少脂肪细胞对巨噬细胞的摄取。

5.从髓细胞的Ext1的遗传删除损害线粒体转移到巨噬细胞并促进脂肪积累

调查细胞间线粒体转移在中的作用调节全身代谢,我们有条件地删除了Ext1,并使用Lyz2-Cre从骨髓细胞中提取。在巨噬细胞中删除Ext1不会影响eWAT中巨噬细胞的频率(图6A)和数量(图6B),这表明Ext1对于维持食物喂养的小鼠中巨噬细胞丰度是不可缺少的。接下来,我们证实与Ext1F/F同窝仔对照相比,来自Ext1DLyz2小鼠的eWAT巨噬细胞表面的HS水平降低(图6C),线粒体摄取受损(图6D)。此外,我们发现与Ext1F/F同窝仔对照相比,Ext1DLyz2小鼠的体重(图6E),绝对eWAT质量(图6F)和相对eWAT质量标准化为体重(图6G)明显更高。全身肌肉量在Ext1DLyz2和Ext1F/F组之间没有差异;但是,Ext1DLyz2小鼠的全身脂肪量(图6H)和肥胖(图6I)显著增加,与对照组相比,这些变化伴随着Ext1DLyz2小鼠的葡萄糖耐量降低(图6J)和胰岛素耐量降低(图6K)。

图6 髓样细胞中Ext1的基因缺失损害线粒体向巨噬细胞的转移,并与增加的脂肪量和葡萄糖耐量有关

(A)处于稳定状态的Ext1DLyz2小鼠和Ext1F/F同窝对照中每克eWAT巨噬细胞的频率和(B)每克eWAT巨噬细胞数量。在活的CD45+ SiglecF细胞上繁殖。(C)在Ext1DLyz2小鼠和Ext1F/F同窝仔对照中的eWAT巨噬细胞上的相对表面HS水平。(D)eWAT外植体与CD45.1 mtD2供体WAT共培养后,mtD2+的Ext1DLyz2和Ext1F/F eWAT受体巨噬细胞的频率。(E)体重,(F)绝对eWAT质量和(G)相对于Ext1DLyz2小鼠和Ext1F/F同窝对照的体重标准化的eWAT质量,(H)5至6个月大的Ext1DLyz2小鼠和Ext1F/F同窝仔对照的全身瘦肉和脂肪量,(I)肥胖,(J)葡萄糖耐量测试,和(K)胰岛素耐量测试。

这些观察结果表明Ext1DLyz2小鼠已经改变了能量稳态。为了验证该假设,我们进行了代谢笼分析,发现在日常饮食下,Ext1DLyz2小鼠的能量消耗明显低于Ext1F/F同窝仔(图7A和7B)。两组之间的呼吸商(RQ)没有差异(图7C),表明在Ext1DLyz2小鼠中能量底物的利用可能没有改变;此外,两组的食物摄入量(图7D)和身体活动(图7E)也没有差异,鉴于这些发现,我们假设Ext1DLyz2小鼠会表现出更严重的饮食诱发的肥胖。实际上,我们发现与Ext1F/F同窝仔相比,HFD喂养8周后Ext1DLyz2小鼠表现出体重增加(图7F)以及eWAT和iWAT质量增加(图7G),各组之间的BAT质量无显著差异(图7G)。此外,与Ext1F/F对照相比,HFD喂养在Ext1DLyz2小鼠中导致更严重的葡萄糖耐受不良(图7H)。综上所述,这些数据表明骨髓细胞中Ext1的条件缺失会损害线粒体转移并减少能量消耗,从而促进脂肪堆积。

图7 髓细胞中Ext1的缺失与能量消耗减少和对饮食诱发的肥胖症的易感性增加有关

(A-E)Ext1DLyz2小鼠和Ext1F/F同窝仔对照的代谢笼分析。能量消耗表示为(A)5.5分钟的分辨率和(B)光照相与暗相平均的每小时每千克/体重产生的热量。(C)在光照相与暗相期间的RQ。(D)食物摄入和(E)身体活动水平。(F)体重,(G)表示脂肪组织的贮库质量,以及(H)对5-6个月大的Ext1DLyz2小鼠和Ext1F/F同窝受精者喂食HFD 9周的葡萄糖耐量试验。

结论

脂肪细胞将WAT体内的线粒体转移至巨噬细胞,并且该过程定义了转录上不同的巨噬细胞亚群。由于WAT巨噬细胞对线粒体的摄取减少,因此在饮食诱导的肥胖中减少了该过程,线粒体的摄取是由HS介导的,在受到IFN-g和LPS刺激后,肥胖小鼠WAT巨噬细胞和BV2细胞中HS的表面水平降低,有条件地删除髓样细胞中的EXT1会降低WAT巨噬细胞的HS水平,从而损害线粒体摄取,促进脂肪积累,并减少全身能量消耗,而不会影响食物摄入或身体活动水平。

原文链接:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33278339/
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