Science immunology
Treg细胞在棕色脂肪组织中通过抑制IFN-γ淋巴细胞保障非颤抖性产热
小赛推荐:
该研究揭示了棕色脂肪组织中的Treg细胞通过控制IFN-γ的局部产生,维持组织稳态并保障产热功能。研究为免疫系统与代谢系统的相互作用提供了新的机制见解,并为免疫调节在代谢疾病中的应用提供了潜在靶点。
文献概述
本文《Regulatory T cells in brown adipose tissue safeguard thermogenesis by restraining interferon-γ-producing lymphocytes》发表于《Science immunology》杂志,回顾并总结了棕色脂肪组织中Treg细胞的异质性及其在非颤抖性产热中的关键作用。研究通过冷暴露实验和基因敲除模型,发现Treg细胞在BAT中主要通过抑制IFN-γ产生细胞来保护线粒体功能并维持体温调节,特别强调了IL-18R1+ Treg细胞在冷应激中的扩张和功能意义。
背景知识
慢性低-grade炎症与肥胖相关的代谢紊乱密切相关,包括胰岛素抵抗、葡萄糖不耐受和2型糖尿病。调节性T细胞(Treg)在脂肪组织中已被广泛研究,特别是在内脏脂肪(VAT)中,它们通过PPARγ驱动的转录组、克隆扩增的T细胞受体库以及生长和存活因子依赖性等特征,区别于淋巴器官中的Treg细胞。已有研究显示,VAT中的Treg细胞通过调控免疫细胞、脂肪细胞及其祖细胞,抑制局部和系统性炎症,从而改善代谢健康。
然而,BAT在代谢调控中的作用尚不完全明确。BAT主要负责非颤抖性产热,其功能受交感神经系统(SNS)调控。BAT功能障碍通常与交感神经支配受阻和炎症微环境失衡相关,巨噬细胞和γδT细胞等免疫细胞类型已被发现参与BAT功能的调控。此前,Treg细胞已在BAT中被观察到,其缺失会导致冷暴露后产热基因表达和耗氧量的降低,但其分子机制和亚型组成仍需深入研究。本研究通过系统性表型和功能分析,揭示了BAT Treg细胞的异质性,并发现其在IFN-γ调控中的关键作用,为免疫-代谢交叉调控提供了新的分子线索。
研究方法与实验
研究团队使用Foxp3.DTR转基因小鼠模型,通过注射白喉毒素(DT)实现Treg细胞的短暂耗竭,并在常温(RT)或冷暴露条件下评估BAT和SAT的免疫细胞浸润、转录组变化及产热功能。同时,采用scRNA-seq分析BAT、SAT和eVAT中的Treg细胞亚型,并结合流式细胞术、免疫组化、Western blot和电子显微镜等技术验证线粒体功能。此外,研究还使用Adrb3激动剂CL316,243模拟交感神经激活,并在Treg缺失小鼠中评估BAT的响应能力。
关键结论与观点
研究意义与展望
该研究提供了BAT Treg细胞调控IFN-γ及线粒体功能的新机制,为免疫代谢调控提供了新的靶点。未来可进一步研究BAT Treg细胞的发育轨迹及其与其他代谢组织的异质性。此外,探索如何通过靶向IL-18或IFN-γ信号来调节Treg细胞功能,可能为肥胖或糖尿病等代谢疾病提供新的治疗策略。
结语
BAT中的Treg细胞通过调控IFN-γ的局部产生,在非颤抖性产热中发挥核心作用。研究发现,Treg细胞耗竭后BAT中IFN-γ信号上调,导致线粒体功能障碍和产热受损,而IFN-γ中和抗体可部分恢复这一表型。此外,冷暴露诱导BAT中IL-18R1+ Treg细胞的快速扩增,这些细胞通过调控局部免疫稳态维持线粒体功能。该研究进一步揭示了免疫系统与代谢组织之间的紧密联系,为代谢紊乱的免疫调节治疗提供了新的分子靶点。未来研究可聚焦于BAT Treg细胞的组织特异性调控机制,并探索其在肥胖、糖尿病等代谢疾病中的治疗潜力。