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脂肪细胞如何修复伤口:真皮脂肪细胞通过调节修复伤口

脂肪细胞如何修复伤口:真皮脂肪细胞通过调节修复伤口脂肪细胞瘦身,那显然是体内储存的甘油三酯减少了。研究者瞄准了脂解过程的限速酶,ATGL。敲除了这种酶之后,果然受伤24小时后,伤口附近的饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸水平比正常情况低了50%。仅抑制真皮脂肪细胞的脂解,也在受伤1.5天的时候减少了50%的巨噬细胞。不过大约3天后,已经看不出巨噬细胞减少了。受伤第5天,血管生成少了50%,不过第7天也就正常了。鉴于真皮脂肪细胞脂解并不影响单核细胞或巨噬细胞的增殖,研究者猜测脂解可能会促进巨噬细胞的招募或分化。这部分机制还要留到以后去探索。那么脂肪细胞瘦身是为了促进免疫咯?倒也不全是这样。研究者追踪了脂肪细胞的迁移之后发现,脂解发生之后,脂肪细胞才会移动到伤口处。巨噬细胞是去清理伤口,脂肪细胞去干嘛呢?研究者利用单细胞测序技术分析对比了移动到伤口的脂肪细胞、正常成熟脂肪细胞、肌成纤维细胞的基因表达谱。有意思的是,比起成熟脂肪细胞,这些而远道而来的瘦


脂肪细胞如何修复伤口:真皮脂肪细胞通过调节修复伤口(1)

近年来的研究发现,脂肪细胞对皮肤、乳腺、骨髓等组织发挥正常功能都有关键作用。近期,《细胞·干细胞》杂志刊登了一项来自耶鲁大学科研团队的研究成果,科学家们发现,在皮肤受损之后,真皮层脂肪会自我分解释放脂肪酸,诱导巨噬细胞免疫;脂肪细胞吐出存货,更是会变身为成纤维细胞,修补皮肤的损伤

组织的损伤修复是个很复杂的过程,需要多种细胞协调合作,脂肪细胞的重要戏份是近些年才被发现的。脂肪细胞以甘油三酯的形式储存能量,也会把它分解成脂肪酸来支持周围细胞和组织的新陈代谢。有研究显示,脂肪细胞来源的脂质具有刺激免疫的作用[5],并且前列腺素等脂类物质也有助于组织的修复。但是,这还不等于说脂肪细胞直接参与组织修复。

脂肪细胞如何修复伤口:真皮脂肪细胞通过调节修复伤口(2)

探究脂肪细胞在损伤中的具体角色,皮肤是个不错的模型,这项研究也是在小鼠的皮肤中进行的。考虑到脂肪的重要生理功能,我们不能直接把小鼠的所有脂肪细胞都消除,所以研究者们利用基因工程手段,在小鼠长大之后,特异性除去了真皮层的脂肪细胞。药物诱导4天后,小鼠的皮下脂肪基本不见了,但总体重和其他脂肪组织没什么变化。此外,没有皮下脂肪的小鼠的免疫细胞们表现也很正常。

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药物诱导后,荧光标记的脂肪细胞(绿)几乎完全消失

接下来就要检查一下这种被迫“瘦身”小鼠皮肤损伤修复的能力了。经过检查,研究者发现,没有真皮脂肪细胞的小鼠,受伤1.5天之后,伤口处的巨噬细胞足足减少了55%,伤口的炎症水平也比较低。同时,其他的免疫细胞动态和正常小鼠没有区别。研究者也专门测试了巨噬细胞本身的状态,它们迁移的能力和表达细胞因子的水平都是很正常的。看完微观再看宏观,没有皮下脂肪的小鼠,整个伤口创面血管再生率降低了66%,5天时创面再生率降低了50%。而修复损伤相关的蛋白或成纤维细胞的功能是没有问题的。

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小鼠创面重建受损

有没有小肥肉,差别竟然这么大!在皮肤受损之后,脂肪细胞到底做了什么?研究者密切追踪了正常小鼠伤口附近的变化,发现在受损16小时时,脂肪细胞的平均大小有所增加,随后急剧变小,距离创口850μm内的脂肪细胞数量没有变化。依据此前的研究,脂肪细胞大小的变化与巨噬细胞浸润有关[7],这次实验也观察到了同样的现象。

脂肪细胞如何修复伤口:真皮脂肪细胞通过调节修复伤口(5)

可见脂肪细胞的大小短时间内急剧变化

脂肪细胞瘦身,那显然是体内储存的甘油三酯减少了。研究者瞄准了脂解过程的限速酶,ATGL。敲除了这种酶之后,果然受伤24小时后,伤口附近的饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸水平比正常情况低了50%仅抑制真皮脂肪细胞的脂解,也在受伤1.5天的时候减少了50%的巨噬细胞。不过大约3天后,已经看不出巨噬细胞减少了。受伤第5天,血管生成少了50%,不过第7天也就正常了。鉴于真皮脂肪细胞脂解并不影响单核细胞或巨噬细胞的增殖,研究者猜测脂解可能会促进巨噬细胞的招募或分化。这部分机制还要留到以后去探索。那么脂肪细胞瘦身是为了促进免疫咯?倒也不全是这样。研究者追踪了脂肪细胞的迁移之后发现,脂解发生之后,脂肪细胞才会移动到伤口处。巨噬细胞是去清理伤口,脂肪细胞去干嘛呢?研究者利用单细胞测序技术分析对比了移动到伤口的脂肪细胞、正常成熟脂肪细胞、肌成纤维细胞的基因表达谱。有意思的是,比起成熟脂肪细胞,这些而远道而来的瘦身脂肪细胞反倒长得更像肌成纤维细胞

脂肪细胞如何修复伤口:真皮脂肪细胞通过调节修复伤口(6)

依据表达特征,可以分出几个集群

对基因的进一步分析也显示,迁移的脂肪细胞中与伤口愈合相关的基因表达很丰富,比如各种细胞因子和细胞外基质重构分子。研究者还发现,这些脂肪细胞中,与细胞周期相关的转录因子和酶的表达也发生了变化。简单来说,这些脂肪细胞放弃了自己脂肪细胞的身份,“回炉重造”成了肌成纤维细胞。但是它们也不是普通的肌成纤维细胞,具有更独特的表达特征。

总结:皮肤受损之后,真皮脂肪细胞通过脂解调节巨噬细胞浸润,促进伤口炎症状态;同时,真皮脂肪细胞的可塑性也发生变化,生成肌成纤维细胞修补伤口。

脂肪细胞如何修复伤口:真皮脂肪细胞通过调节修复伤口(7)

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