作者：小琪
来源：琪先生
研究背景
脂滴具有调节细胞内脂质沉积和释放的功能，发挥着维持细胞能量平衡的重要作用
被激活炎症反应的巨噬细胞，诱导以甘油三酯为主的细胞内脂质代谢水平发生改变，从而导致更多细胞脂质沉积在脂滴当中
尚不清楚炎症激活促进脂滴的脂质沉积代谢，以及后续脂质代谢过程对炎症的反馈机制
荷兰瓦赫宁根大学在 PNAS (美国科学院院报，IF 11.205) 发表一项有关外源脂多糖诱导激活免疫巨噬细胞炎症反应，发现通过诱导脂滴相关蛋白表达，从而抑制甘油三酯在巨噬细胞中降解的分子机制。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2022;119(12):e2114739119.
一、LPS诱导巨噬细胞TG沉积的体外细胞试验
从试验结果中发现，经过一定时间段的脂多糖 (LPS) 条件下诱导，巨噬细胞内一种与脂滴相关小分子蛋白 HILPDA (缺氧诱导型脂滴相关蛋白) 的 mRNA 和蛋白表达水平都有显著地增加，而原本负责催化甘油三酯裂解的脂肪组织甘油三酯水解酶 (ATGL) 的蛋白表达水平却显著降低。
LPS诱导调控HILPDA和ATGL表达，造成巨噬细胞脂滴沉积
这些体外细胞试验数据表明，HILPDA 和 ATGL 可能共同参与且促使 LPS 刺激巨噬细胞甘油三酯沉积的生物学过程。
二、LPS诱导巨噬细胞TG沉积的体内动物试验
通过构建髓系特异性 Hilpda 基因敲除小鼠动物模型，再将基因敲除模型小鼠 (Hilpda ΔLysM) 和对照 (Hilpda fl/fl) 的骨髓源性巨噬细胞 (BMDM) 进行流式细胞分离。与对照小鼠 (Hilpda fl/fl) 相比，HilpdaΔLysM 基因缺陷小鼠在注射脂多糖刺激后，体内巨噬细胞的脂滴沉积区域显著减少。但在不加以注射任何外源刺激的正常对照条件下，基因敲除和对照小鼠的巨噬细胞都几乎少有脂滴沉积，脂滴染色定量结果也没有任何差异。
诱导HILPDA促进TG沉积，刺激ATGL降解来抑制TG脂解
研究团队又向两组小鼠同时注射脂多糖和甘油三酸酯脂肪酶 (ATGL) 抑制剂后，不仅巨噬细胞的脂滴沉积明显有所增加，而且脂滴定量结果几乎相似。由此作出推断，造成 Hilpda ΔLysM 小鼠巨噬细胞中沉积甘油三酯减少的原因，主要由于 ATGL 的酶活性增强。
经过不同时间跨度的体内诱导试验数据表明，脂多糖通过诱导 Hilpda 蛋白表达来促进巨噬细胞内甘油三酯的沉积。Hilpda 转而又通过增强 ATGL 蛋白酶的降解活性，从而降低 ATGL 的蛋白表达水平。
三、Olink 血浆蛋白质组学探索
甘油三酯沉积引发炎症反应的分子机制
基于上述构建的骨髓源性巨噬细胞特异性 Hilpda 基因缺陷型小鼠模型，已经为探索脂多糖诱导巨噬细胞内的甘油三脂沉积对体内炎症标志物的影响，提供了一个完美的研究模型。
在脂多糖诱发炎症的 (2小时、4小时、8小时和24小时) 不同时间点，采集 HilpdaΔLysM 和 Hilpdafl/fl 小鼠血浆进行 Olink Target Mouse Exploratory 蛋白质组学检测，对由92个蛋白标志物组成的炎症因子进行半定量分析。
骨髓巨噬细胞缺乏Hilpda蛋白表达会影响机体的炎症状态
随着脂多糖在小鼠体内诱导时间的推移，每个炎症蛋白因子都遵循着独特的表达模式。与同窝 Hilpdafl/fl 对照组比较分析表明，Hilpda ΔLysM 组小鼠体内的循环肿瘤坏死因子 (TNFα) 和 白介素-6 (IL-6) 蛋白的表达水平在多个时间点内都表现出显著升高趋势变化，这些数据表明 Hilpda 基因缺陷型小鼠体内的炎症程度更加严重。
四、验证脂多糖诱导小鼠腹膜
巨噬细胞促炎症表型及标志物影响的复杂性
在不同时间点，从被注射脂多糖的两组小鼠腹膜内，分离收集巨噬细胞。脂滴定量结果却出乎意料，由于髓系巨噬细胞缺乏 Hilpda 基因，这反而增强ATGL诱导的甘油三酯酶解，导致24小时内细胞几乎没有脂滴沉积。接下来，脂肪酸的累积，可能引起后续的炎症反应。
LPS 通过 HILPDA 和 ATGL 诱导髓系巨噬细胞的脂滴累积
在体外和离体试验中，巨噬细胞炎症因子 IL-6 表型始终有所增加，但 TNFα 却表现出不同程度的下降趋势，这也反映出骨髓细胞基因特异性缺失对机体炎症标志物影响的复杂性。
五、研究意义
上述试验表明，HILPDA 直接参与和调控巨噬细胞炎症激活过程中 ATGL 酶解，从而控制 ATGL 介导的脂解作用，导致 LPS 刺激后增加甘油三酯的沉积。此外，还发现 ATGL 介导的脂类分解在前列腺素E2 (PEG2) 生成和调节 IL-6 释放过程中发挥着重要作用。