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Cell :炎症与白色脂肪棕色化新发现——ILC2调节米色脂肪生成

来源:生物谷 2015-01-19 14:01

 

                    

2015年1月19日讯 /生物谷BIOON/ --近日,国际生物学顶尖期刊cell 刊登了来自加州大学旧金山分校Ajay Chawla研究小组的一项最新研究成果,他们利用热中性小鼠模型发现激活二型固有淋巴细胞(ILC2)能够调节白色脂肪组织中米色脂肪生成。这一研究成果对于我们了解炎症与肥胖之间的关系,利用促进白色脂肪棕色化治疗肥胖和糖尿病可能有重要意义。

研究人员指出,当哺乳动物处于能量过剩状态时,白色脂肪会发生增生和肥大,以储存过剩的能量。相比之下,当进行冷冻刺激,会诱导白色脂肪增加分解代谢,尤其是在小鼠的皮下脂肪,以产生更多的热量维持体温,虽然在白色脂肪棕色化方面已经取得很大进展,但目前对调节脂肪前体细胞增殖和向"米色脂肪"诱导分化的生理信号知之甚少。ILC2是参与固有免疫的一类重要细胞,同时还存在于小鼠的附睾旁脂肪组织,维持嗜酸性粒细胞和选择性激活的巨噬细胞以促进血糖稳态平衡,而在Ajay小组之前发表的工作中发现,嗜酸性粒细胞分泌产生的IL4能够诱导选择性激活的巨噬细胞中酪氨酸羟化酶表达,在骨髓细胞中敲除IL4R或者TH,能够显著损伤小鼠米色脂肪细胞的发育,那是否ILC2也会通过嗜酸性粒细胞和巨噬细胞影响小鼠米色脂肪发育?为解决这一问题,Ajay小组研究人员开展了相关实验,并将实验结果发表在cell杂志。

研究人员首先通过热中性小鼠模型发现IL-33能够促进米色脂肪生长,进而通过Il5Red5/+小鼠模型发现IL-33增加并激活了皮下脂肪中的ILC2,同时PDGFRα阳性脂肪前体细胞数目也增加。研究人员猜测IL-33激活ILC2后,导致ILC2分泌的因子增加促进了PDGFRα阳性脂肪前体细胞增殖,最终增殖的前体细胞向米色脂肪方向分化。通过多种基因敲除小鼠模型,文章证明脂肪前体细胞中IL-4Rα信号通路直接导致前体细胞向米色脂肪细胞分化,并不依赖于成熟脂肪细胞中IL-4Rα信号通路。

综上所述,文章证明冷冻环境诱导的II型固有免疫应答刺激米色脂肪形成不仅需要嗜酸性粒细胞分泌的IL-4和选择性激活的巨噬细胞分泌的儿茶酚胺,同时还需要ILC2和PDGFR阳性脂肪前体细胞的参与。这一发现说明固有免疫系统可能是机体应对寒冷环境的第一道环节,但是否可以应用这一结果促进白色脂肪棕色化,治疗肥胖和代谢紊乱还需要更多的研究来发现。(生物谷Bioon.com)

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DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2014.12.011

Activated Type 2 Innate Lymphoid Cells Regulate Beige Fat Biogenesis

 
Min-Woo Lee, Justin I. Odegaard, Lata Mukundan, Yifu Qiu, Ari B. Molofsky, Jesse C. Nussbaum, Karen Yun, Richard M. Locksley, and Ajay Chawla,*
 
Type 2 innate lymphoid cells (ILC2s), an innate source of the type 2 cytokines interleukin (IL)-5 and -13, participate in the maintenance of tissue homeostasis. Although type 2 immunity is critically important for mediating metabolic adaptations to environmental cold, the functions of ILC2s in beige or brown fat development are poorly defined. We report here that activation of ILC2s by IL-33 is sufficient to promote the growth of functional beige fat in thermoneutral mice. Mechanistically, ILC2 activation results in the proliferation of bipotential adipocyte precursors (APs) and their subsequent commitment to the beige fat lineage. Loss- and gain-of-function studies reveal that ILC2- and eosinophil-derived type 2 cytokines stimulate signaling via the IL-4Rα in PDGFRα+ APs to promote beige fat biogenesis. Together, our results highlight a critical role for ILC2s and type 2 cytokines in the regulation of adipocyte precursor numbers and fate, and as a consequence, adipose tissue homeostasis.
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