脂肪酸氧化在巨噬细胞极化中作用的探究

细胞内代谢在细胞发育分化和功能方面所起的调节作用已经引起了研究者非常大的兴趣。在巨噬细胞的研究中，经典的M1型细胞的活化被发现依赖于糖酵解功能，而M2型巨噬细胞的极化近来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）是指油脂水解产生的甘油和脂肪酸在供氧充足的条件下，可氧化分解生成二氧化碳和水，并释放出大量能量供机体利用，过程可概括为活化、转移、β氧化及最后经三羧酸循环被全部氧化生成CO2和H2O并释放能量几阶段。脂肪酸氧化（FAO）需要肉碱酰基转移酶(CPT)系统，包括一个转运体和两个线粒体膜酶（CPT1和CPT2）。这个系统促进了长链脂肪酸进入线粒体基质的运输，在那里它们可以被代谢产生ATP。

位于线粒体外膜(OMM)上的CPT1和位于线粒体内膜(IMM)上的CPT2在将长链脂肪酸以酰基辅酶A形式运输到线粒体基质中的作用示意图

为了评估脂肪酸氧化（FAO）在巨噬细胞中的功能，从野生型小鼠（control）和敲除编码CPT2酶基因的小鼠（CPT2-M KO小鼠）体内分别获得骨髓来源的巨噬细胞（BMDMs）。野生型小鼠的BMDMs在加入脂肪酸后，基础耗氧率（OCR）出现明显的增加，加入CPT1酶抑制剂后，耗氧率升高现象消失。而KO小鼠在加入脂肪酸后，无论有没有使用CPT1酶的抑制剂，耗氧率都没有出现显著的改变。所以正常的巨噬细胞是有执行脂肪酸氧化的功能的，但是缺少CPT2或者抑制CPT1酶的巨噬细胞，细胞执行脂肪酸氧化的功能缺失。
 

进一步评估M2型巨噬细胞的极化与脂肪酸氧化的关系。取两组小鼠的BMDMs在体外进行M2的极化，分别加入IL-4培养后，收集两组细胞，通过流式检测M2巨噬细胞表面抗原CD301和CD206的含量发现WT和KO小鼠都出现了M2的极化，但是两组小鼠M2含量并没有出现显著的差异。

在体内诱导实验中也发现了相同的结果。给WT小鼠分别注射PBS和IL-4c（IL-4重组蛋白和IL-4单抗混合试剂），KO组小鼠进行和WT一样的处理。检测两组小鼠腹膜巨噬细胞的Arg1, Mgl2 和Retnla表达，两组小鼠之间仍然没有明显的差异。
 

综上，本次的实验结果表明不管是否具备脂肪酸氧化功能的细胞，都能在体内外的实验中成功诱导M2型巨噬细胞。本次实验结合之前的研究说明M2型细胞极化对脂肪酸氧化（FAO）的需求比之前所认为的更加复杂。仍然需要更多的研究来证实脂肪酸氧化（FAO）在巨噬细胞极化中是否具有相关或因果作用。