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解锁脂肪组织与免疫力之间的神秘“互动密码”
时间:2024-12-04
来源:中港万海

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脂肪组织不仅负责能量储存、体温调节和血糖控制等代谢功能,还扮演着免疫功能的关键角色。今天我们一起深入了解下脂肪组织的免疫作用,特别是脂肪组织中特有免疫细胞和相关淋巴结构的功能。这些免疫细胞与脂肪细胞之间存在密切的相互作用,它们共同参与代谢调节和免疫反应。此外,性别差异在免疫细胞、脂肪组织和代谢功能方面也不容忽视。这些差异对于理解特定癌症(如转移到网膜的癌症)的抗肿瘤免疫反应具有重要意义,因为它们影响着肿瘤微环境和免疫监视的效果。

 概述 

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脂肪组织是一种由脂肪细胞、基质细胞、血管细胞和免疫细胞等多种细胞类型构成的结缔组织。

一、脂肪组织的基本构成与功能

脂肪组织是一种结缔组织,主要由脂肪细胞以及各种基质细胞、血管细胞和免疫细胞等类型组成

其主要功能是从循环中过量的碳水化合物中产生脂质,并将这些脂质储存为可根据需要被氧化的潜在能量来源。脂肪组织还可以为身体的器官和组织提供缓冲作用,提供冷热绝缘,并通过分泌瘦素等脂肪因子来充当内分泌器官,分泌雌激素等激素以及TNF和IL-6等炎性细胞因子。

二、脂肪组织的分类与健康影响

人的脂肪组织通常大致分为内脏脂肪组织(VAT)和皮下脂肪组织(SAT)。人主要的内脏脂肪(VAT)库包括网膜和肠系膜脂肪。过量的VAT与全身炎症和代谢疾病尤其相关,包括2型糖尿病、胰岛素抵抗和代谢综合征。相比之下,SAT的积累与全身炎症和代谢疾病的关联性很差,甚至可能改善胰岛素敏感性并降低患2型糖尿病的风险。VAT中的脂肪细胞对促进脂肪分解和脂肪酸释放的儿茶酚胺更敏感,而SAT中的脂肪细胞对胰岛素和其他促进脂质储存的激素更敏感。

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三、脂肪组织的免疫功能

脂肪组织包含各种巨噬细胞、树突状细胞、T细胞和B细胞以及其他免疫细胞

脂肪组织中的免疫细胞通常具有区别于淋巴器官甚至其他非淋巴器官中的免疫细胞的特征,例如内脏脂肪相关调节性T细胞(VAT-Tregs)和B细胞。这些细胞表达不同的抗原受体库,具有抗原经验和组织驻留特征,使用不同的代谢途径并具有独特的功能属性。

四、脂肪细胞与免疫细胞的相互作用

脂肪细胞和免疫细胞之间的相互作用是双向的,免疫细胞还调节脂肪细胞的表型和功能。脂肪细胞的代谢活性受脂肪驻留巨噬细胞的调节,T细胞(CD4和CD8)和B细胞。这些免疫细胞根据它们的激活方式,可以促进或损害胰岛素抵抗,并促进或抑制与脂肪相关的炎症反应。脂肪因子表达以及T细胞和B细胞产生的细胞因子的肥胖相关变化也与细胞代谢有关,并可能加强对肥胖的有害炎症和代谢反应。最终,这些变化会促进免疫反应的系统性改变,并促进器官特异性疾病,如动脉粥样硬化,或可能影响对感染或疫苗接种的反应。

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图1、在体内平衡、肥胖和炎症的相反背景下脂肪组织环境的示意图。各种脂肪组织相关细胞类型显示在体内平衡或肥胖和炎症的背景下。转移到网膜脂肪组织的肿瘤细胞(中)也受肥胖和炎症的影响,局部抗肿瘤免疫反应也是如此。

肥胖、新陈代谢和脂肪免疫的关系

脂肪组织、新陈代谢和肥胖之间的联系似乎很明显,但免疫细胞在这些过程中的作用似乎不那么明显。肥胖会增加脂肪组织中的巨噬细胞,尤其是 VAT 中的巨噬细胞,并促进 M1 样极化,包括与不良代谢结果相关的炎性细胞因子(如 TNF)的表达。相比之下,M2 样巨噬细胞通常存在于瘦个体的 VAT 中,并表达精氨酸酶 1 和 IL-10 等免疫抑制分子,有助于保护脂肪细胞免受 TNF 对胰岛素抵抗的影响。同时,肥胖也与脂肪组织中的 T 细胞表型和功能相关,在肥胖的情况下,传统的 CD4 和 CD8 T 细胞在脂肪组织中积累,而 Tregs 的数量和功能减少。肥胖脂肪组织中的 CD4 和 CD8 T细胞被激活并组成型表达炎症分子,如 IFNγ、IL-17、TNF 和颗粒酶 B。

脂肪组织、肥胖和肿瘤

美国国家癌症研究所(National Cancer Institute, NCI)定义了 13 种与肥胖相关的肿瘤类型(图2)。因为肥胖会导致全身代谢变化,包括葡萄糖、脂质和其他代谢物的改变,这些代谢物会影响肿瘤生长,改变肿瘤细胞代谢和功能并促进转移。肥胖还通过改变脂肪细胞和脂肪相关免疫细胞的功能来改变脂肪因子和细胞因子的产生。同样,这些因素可以通过对 T 细胞和骨髓细胞的影响直接影响肿瘤生长或改变抗肿瘤免疫。因此,肥胖通过其对脂肪组织的影响直接或间接地影响肿瘤的发展、进展和治疗

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图2、与肥胖和网膜转移有关的癌症。(A) 美国国家癌症研究所定义了 13 种与肥胖相关的癌症类型,并按位置绘制了图表。通常转移到网膜的肥胖相关癌症以红色列出。(B) 网膜图,显示与已知转移至网膜的肿瘤的部位位置重叠。

值得注意的是,脂肪组织很少是癌症的主要部位,但转移到该组织,尤其是网膜,表明许多癌症的预后不良。事实上,许多 NCI 指定的肥胖相关癌症类型会转移到网膜(图2)。通常转移到网膜的癌症通常从腹膜腔中的器官发展而来,包括女性生殖道、胃、结肠和胰腺(图2)。

小结

脂肪组织的免疫机能主要致力于维护代谢平衡和预防局部炎症。这一机能依赖于特定的脂肪组织驻留免疫细胞,它们与脂肪细胞、基质细胞相互协作,共同感应并响应环境中的代谢物、细胞因子和脂肪因子。虽然所有脂肪组织中的这些相互作用具有共通性,但每个脂肪库都有其独特之处,能够根据特定环境调整其相互作用。遗憾的是,肥胖可能导致这些相互作用失衡,进而引起炎症、胰岛素抵抗,以及削弱对外界抗原和病原体的免疫防御能力。

参考文献

Immunity in adipose tissues: Cutting through the fat.  

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/imr.13344

免责声明:本文旨在科普相关知识,不作为医疗指导意见。

编辑|Yuanyuan.ZG

审核|Geng.ZG

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