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在脂肪组织的微观世界中,免疫细胞与肥胖存在着怎样千丝万缕的联系?
时间:2024-11-13
来源:中港万海

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肥胖是全球性的健康问题,其引发的慢性炎症与多种代谢疾病密切相关,如胰岛素抵抗、Ⅱ型糖尿病、心血管疾病等。近年来,越来越多的研究表明,免疫系统在肥胖的发生发展中起着至关重要的作用,脂肪组织中的免疫细胞失衡是导致肥胖相关炎症和代谢紊乱的关键因素之一。深入了解脂肪组织中的免疫细胞在肥胖中的变化和作用机制,对于开发有效的肥胖治疗策略具有重要意义。

脂肪组织中的免疫细胞

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1、巨噬细胞:肥胖炎症的关键参与者

巨噬细胞是脂肪组织中数量众多且功能多样的免疫细胞。在肥胖状态下,脂肪组织中的巨噬细胞数量显著增加,并发生极化,呈现出促炎表型(M1样)。这些促炎巨噬细胞分泌大量的炎性细胞因子,如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素-1β(IL-1β)等,形成局部炎症环境,进而诱导胰岛素抵抗,促进肥胖及其相关并发症的发展。研究表明,肥胖患者和肥胖小鼠的脂肪组织中,巨噬细胞的浸润程度明显高于正常个体,且与胰岛素抵抗的程度呈正相关。

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2、其他免疫细胞的角色

除巨噬细胞外,脂肪组织中还存在多种免疫细胞,它们在肥胖过程中也发挥着重要作用。嗜酸性粒细胞在肥胖个体的脂肪组织中相对较少,但其能通过分泌白细胞介素-4(IL-4)等细胞因子,促进巨噬细胞的替代激活(M2样),从而减轻炎症反应,对维持组织稳态具有重要意义。在肥胖小鼠模型中,嗜酸性粒细胞的缺失会导致脂肪组织炎症加重,胰岛素敏感性下降。

中性粒细胞在肥胖早期迅速在脂肪组织中积累,其释放的弹性蛋白酶等物质可促进炎症反应,加重胰岛素抵抗。肥胖小鼠中,抑制中性粒细胞的活性或减少其数量,可改善胰岛素敏感性,减轻脂肪组织炎症。

自然杀伤(NK)细胞在肥胖个体的脂肪组织中数量增加,尤其是在腹腔脂肪组织中。NK细胞与巨噬细胞之间的相互作用在肥胖相关炎症中起着关键作用。NK细胞可通过释放干扰素-γ(IFN-γ)激活巨噬细胞,促进炎症反应,进而加剧胰岛素抵抗。

2型固有淋巴细胞(ILC2)在肥胖状态下功能受损,其分泌的细胞因子如IL-5、IL-13等减少,导致嗜酸性粒细胞数量下降,M2样巨噬细胞极化减少,从而使炎症平衡向促炎方向偏移,影响脂肪组织的代谢功能。

树突状细胞(DC)在脂肪组织中的功能较为复杂,其与肥胖相关炎症的关系尚未完全明确。一些研究表明,DC可能参与了脂肪组织中免疫细胞的活化和炎症反应的调节,但具体机制仍需进一步探究。

肥大细胞在肥胖个体的脂肪组织中数量增多,但其在肥胖相关炎症中的作用存在争议。部分研究认为,肥大细胞可能通过释放炎症介质促进脂肪组织炎症,而另一些研究则发现,肥大细胞在某些情况下可能具有保护作用,这可能与肥大细胞的异质性以及不同实验模型的差异有关。

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3、免疫细胞间的相互作用与肥胖

脂肪组织中的免疫细胞并非孤立存在,它们之间通过复杂的细胞因子网络和细胞间接触相互作用,共同调节脂肪组织的炎症状态和代谢功能。

4、巨噬细胞与其他免疫细胞的相互作用

巨噬细胞与嗜酸性粒细胞之间存在着密切的相互作用。嗜酸性粒细胞分泌的IL-4可促进巨噬细胞向M2样极化,抑制其促炎活性,从而减轻炎症反应。而在肥胖状态下,嗜酸性粒细胞数量减少,导致对巨噬细胞的抑制作用减弱,巨噬细胞向M1样极化增加,炎症反应加剧。

巨噬细胞与NK细胞之间也存在相互调节关系。NK细胞可通过释放IFN-γ激活巨噬细胞,增强其促炎功能;巨噬细胞则可分泌细胞因子影响NK细胞的活性和功能。这种相互作用在肥胖相关炎症的发展中形成了一个正反馈环路,导致炎症持续加重。

5、其他免疫细胞间的相互作用

ILC2与嗜酸性粒细胞之间存在协同作用。ILC2分泌的IL-5可促进嗜酸性粒细胞的增殖和活化,嗜酸性粒细胞分泌的IL-4等细胞因子又可进一步激活ILC2,形成一个正反馈调节环路,共同维持组织的免疫平衡。在肥胖状态下,这一环路被破坏,导致免疫失衡和炎症加重。

NK细胞与ILC2之间也存在相互调节关系。NK细胞分泌的IFN-γ可抑制ILC2的活性,而ILC2分泌的细胞因子则可影响NK细胞的功能。这种相互作用在肥胖相关炎症中也起着重要的调节作用。

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肥胖中免疫细胞失衡的机制

1、脂肪细胞的变化

肥胖时,脂肪细胞发生肥大和增生,导致脂肪组织缺氧、内质网应激增加以及脂肪因子分泌失调。这些变化可促使脂肪细胞分泌多种趋化因子。同时,脂肪细胞分泌的细胞因子和脂肪因子还可影响其他免疫细胞的功能和活性,导致免疫细胞失衡。

2、肠道微生物群的影响

肠道微生物群在肥胖相关炎症中也发挥着重要作用。肥胖个体的肠道微生物群组成发生改变,某些细菌的丰度增加或减少,可影响肠道屏障功能,导致细菌产物如内毒素等进入循环系统,引发全身性炎症反应。这些炎症信号可进一步影响脂肪组织中的免疫细胞,促使其向促炎表型极化,加剧肥胖相关炎症。

3、饮食和生活方式的作用

饮食和生活方式是导致肥胖的重要因素,它们也可通过多种途径影响脂肪组织中的免疫细胞。高糖、高脂肪饮食可直接影响免疫细胞的代谢和功能,促进炎症反应的发生。长期缺乏运动可导致脂肪组织炎症加重,免疫细胞失衡。运动则可通过调节免疫细胞的功能和活性,减轻炎症反应,改善肥胖相关代谢紊乱。

肥胖治疗的新方向

1、靶向免疫细胞的治疗方式

鉴于免疫细胞在肥胖中的关键作用,靶向免疫细胞的治疗策略成为肥胖治疗的研究热点。一些研究正在探索使用药物或生物制剂来调节免疫细胞的功能,如抑制巨噬细胞的促炎活性、促进嗜酸性粒细胞和ILC2的功能等。开发针对特定免疫细胞表面标志物或信号通路的抑制剂或激动剂,有望为肥胖治疗提供新的方法。

2、生活方式干预与免疫调节

生活方式干预,如饮食控制和运动,不仅可以减轻体重,还能调节脂肪组织中的免疫细胞功能,减轻炎症反应。合理的饮食结构和适量的运动有助于维持免疫细胞的平衡,改善肥胖相关代谢紊乱。因此,在肥胖治疗中,应重视生活方式干预的重要性,并结合免疫调节策略,以达到更好的治疗效果。

3、微生物群调节与肥胖治疗

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调节肠道微生物群也可能成为肥胖治疗的新途径。通过饮食干预、益生菌或益生元的使用等方法来调节肠道微生物群的组成和功能,可能有助于改善肠道屏障功能,减少炎症信号的产生,进而调节脂肪组织中的免疫细胞,减轻肥胖相关炎症。

小结

脂肪组织中的免疫细胞在肥胖相关炎症和代谢紊乱中起着至关重要的作用。深入了解免疫细胞的变化和相互作用机制,以及肥胖导致免疫细胞失衡的原因,为肥胖治疗提供了新的思路和方向。靶向免疫细胞、调节生活方式以及改善肠道微生物群等综合治疗策略,有望为肥胖及其相关疾病的治疗带来新的突破,改善肥胖患者的健康状况和生活质量。未来,还需要进一步深入研究免疫细胞在肥胖中的作用机制,开发更加有效的治疗方法,以应对肥胖这一全球性健康挑战。

参考文献

[1]Contribution of NKT cells and CD1d-expressing cells in obesity-associated adipose tissue inflammation. 

[2]Innate Immune Cells in the Adipose Tissue in Health and Metabolic Disease. 


编辑|Yuanyuan.ZG

审核|Geng.ZG

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