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一轉(zhuǎn)眼，夏天過去了，大家立的減肥flag完成得怎么樣？其實，過度肥胖不僅影響體態(tài)美觀，還會引發(fā)一系列代謝相關(guān)疾病。

肥胖會增加炎癥性皮膚疾病的風(fēng)險和嚴(yán)重程度，尤其是牛皮癬。肥胖者患牛皮癬的可能性是普通體重人群的2-3倍，而肥胖患者體重減輕可以減輕牛皮癬的嚴(yán)重程度。

有研究發(fā)現(xiàn)，高脂肪飲食(HFD)誘導(dǎo)的小鼠肥胖通過促炎巨噬細(xì)胞、活化樹突狀細(xì)胞(dc)，尤其是產(chǎn)生IL- 17A的gd-T細(xì)胞在銀屑病皮損處的積累，導(dǎo)致銀屑病惡化。

此外，飽和游離脂肪酸(FFAs)如棕櫚酸(PA)水平的升高會促進(jìn)肥胖個體銀屑病病變中炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生。

為什么關(guān)鍵的皮膚抗炎細(xì)胞無法有效控制肥胖個體的這種過度活躍的免疫反應(yīng)呢？具體機(jī)制到底是什么？肥胖又是如何影響牛皮癬疾病進(jìn)程的？如何結(jié)合數(shù)據(jù)分析得出更有效的結(jié)論？

這篇發(fā)表在Immunity（IF=43.474）上的干濕結(jié)合文章帶你一次看透！

普通人群與肥胖人群對銀屑病的不同免疫反應(yīng)

01、文章思路

02、研究結(jié)果

1. 皮膚中PPARγ+ Treg群體的鑒定

為區(qū)分皮膚Treg細(xì)胞的潛在轉(zhuǎn)錄因子，研究人員從2周齡 Foxp3Cre小鼠的脾臟和皮膚中分選CD45+ TCRβ+ CD4+ Foxp3+ Treg細(xì)胞，并進(jìn)行RNA測序(RNA-seq)分析。發(fā)現(xiàn)與脾臟Treg細(xì)胞相比，皮膚Treg細(xì)胞高表達(dá)細(xì)胞周期(如Cdk1)、免疫抑制(如IL-10)等相關(guān)因子(圖1A)。

與這些結(jié)果一致的是，基因富集度分析(GSEA)顯示皮膚Treg細(xì)胞富含與細(xì)胞周期和DNA復(fù)制有關(guān)的基因，且與脾細(xì)胞相比，皮膚Treg細(xì)胞中的過氧化物酶體增殖物激活受體(Peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR)信號通路高度富集(圖1B)。

在轉(zhuǎn)錄水平上，與脾臟Treg細(xì)胞相比，皮膚Treg細(xì)胞中的PPARγ更高(圖1A)。與脾臟或肺相比，軀干皮膚和耳朵上有更多PPARγ+ Treg細(xì)胞(圖1C)，在2-3周齡時，占皮膚Treg群體的60%-80%，在成年小鼠中略有下降(圖1D)。RNA-seq數(shù)據(jù)分析顯示，人類皮膚Treg細(xì)胞PPARγ表達(dá)比血液中的多(圖1E)，流式分析表明IL-10的表達(dá)也更高(圖1F-1H)。

圖1. 皮膚PPARγ+Treg細(xì)胞的鑒定及特性

2. PPAR促進(jìn)皮膚Treg細(xì)胞的積累

為確認(rèn)PPARγ是否是皮膚Treg細(xì)胞積累和維持穩(wěn)定狀態(tài)所必需的，研究人員分析了Pparg+/+ Foxp3-cre或Pparg f/f Foxp3-cre小鼠不同組織中的Treg細(xì)胞群，發(fā)現(xiàn)在圍產(chǎn)期和成年鼠中，皮膚中的Treg細(xì)胞數(shù)量減少，但脾臟和胸腺中的Treg細(xì)胞無明顯變化(圖2A、2B)。2周齡Pparg f/f Foxp3-cre小鼠與Pparg+/+ Foxp3-cre小鼠相比，肺Treg細(xì)胞數(shù)量略有減少。

對PPARγ+/+Foxp3-cre或PPARγf/f Foxp3-cre小鼠新鮮分離的皮膚Treg細(xì)胞的流式檢測表明，PPARγ促進(jìn)皮膚Treg細(xì)胞增殖(圖2C)，但不影響Treg細(xì)胞的凋亡(圖2D)。

圖2. PPARγ促進(jìn)皮膚Treg細(xì)胞穩(wěn)態(tài)

3. PPARγ影響皮膚Treg細(xì)胞的表型

為確定PPARγ如何影響皮膚Treg細(xì)胞的表型，研究人員對PPARg+/+Foxp3-cre或Ppargf/fFoxp3-cre小鼠的皮膚和脾Treg細(xì)胞進(jìn)行了RNA-seq分析。發(fā)現(xiàn)IL10、Klrg1、Dgat1和Jag1等在皮膚Treg中上調(diào)，而ID3、Tcf7和CCR7下調(diào)(圖3A)，這表明在沒有PPARγ的情況下，大多數(shù)皮膚Treg特征基因調(diào)控失調(diào)。

與這些結(jié)果一致的是，GSEA分析顯示，與PPARγ缺陷皮膚Treg細(xì)胞相比，WT皮膚Treg細(xì)胞的主要特征(如PPAR信號通路、P53通路)更加突出(圖3B)。

流式細(xì)胞儀進(jìn)一步證實Ppargf/f Foxp3-CRE小鼠的皮膚Treg細(xì)胞中ST2、IL-10和KLRG1的表達(dá)低于同齡WT小鼠(圖3C-3E)。

這些結(jié)果證實PPARγ是皮膚Treg細(xì)胞產(chǎn)生不同表型的主要影響因素。

圖3. PPARγ影響皮膚Treg細(xì)胞的表型

4. PPARγ缺乏Treg細(xì)胞控制炎癥能力受損

研究人員使用咪喹莫特(Imquimod)誘導(dǎo)了銀屑病小鼠模型（該模型非常類似人類銀屑病）。結(jié)果顯示與WT鼠相比，Ppargf/f Foxp3-cre小鼠耳朵表皮增生加重，耳中CD45+白細(xì)胞和中性粒細(xì)胞總數(shù)增加(圖4A-4D)。在ImQ治療后，Ppargf/fFoxp3-cre小鼠耳朵的IL-17A轉(zhuǎn)錄量高于Pparg+/+ Foxp3-cre小鼠(圖4e)。據(jù)此推測，PPARγ缺陷的皮膚Treg細(xì)胞無法控制ImQ引起的皮膚炎癥可能是因為這些細(xì)胞減少和/或功能受損。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ImQ治療的Ppargf/f Foxp3-Cre小鼠的耳朵Treg細(xì)胞的數(shù)量與Pparg+/+Foxp3-Cre小鼠相當(dāng)，甚至略高(圖4G和4H)，這可能是Treg細(xì)胞對ImQ處理的Pparg f/f Foxp3-Cre小鼠炎癥加重的代償反應(yīng)。這些結(jié)果表明，PPARγ缺陷的Treg細(xì)胞能夠在銀屑病皮損中蓄積，但不能有效地控制IL-17A+ γδ T細(xì)胞介導(dǎo)的銀屑病炎癥。

IL-10是關(guān)鍵的免疫抑制細(xì)胞因子，RNA-Seq和流式分析表明，IL-10主要來自皮膚中PPARγ+ Treg細(xì)胞。ImQ處理的Pparg f/f Foxp3-Cre小鼠的耳朵細(xì)胞受損，不能產(chǎn)生IL-10。將重組小鼠IL-10注射到ImQ治療的Pparg f/f Foxp3-Cre小鼠中，可將銀屑病的嚴(yán)重程度降低到與Pparg+/+Foxp3-Cre小鼠相當(dāng)?shù)乃?strong>(圖4J和4K)。

圖4. Treg的Pparg特異性缺失加重ImQ誘導(dǎo)的銀屑病

5. 飼喂HFD的小鼠炎癥加劇

研究人員用流式細(xì)胞術(shù)檢測不同組織中Treg細(xì)胞數(shù)量，食用HFD的小鼠的皮膚PPARγ+Treg細(xì)胞群數(shù)量低于NCD喂養(yǎng)的小鼠(圖5A-5E)，在PPARγ+皮膚Treg細(xì)胞丟失的同時，服用HFD的小鼠IL-17A+γδ TCRint細(xì)胞增加(圖5F和5G)。相反，飼喂HFD不影響MP、DC及其PPARγ的表達(dá)(圖5H-5K)。

高脂飼料喂養(yǎng)的小鼠皮膚CD8+T細(xì)胞的數(shù)量略有增加，但PPARγ的表達(dá)沒有受到影響(圖5L-5O)。

這些結(jié)果表明，HFD喂養(yǎng)減少了PPARγ+皮膚Treg細(xì)胞，增加了IL-17A+γδ TCRint細(xì)胞。

與此同時，研究人員發(fā)現(xiàn)喂食 HFD的小鼠在ImQ治療后耳朵厚度增加，表皮增生加劇，IL-17A升高，但I(xiàn)FNA沒有升高(圖6A-6D)。這與耳朵皮膚中PPARγ+Treg細(xì)胞的減少和IL-17A+γδT細(xì)胞的相對增加有關(guān)(圖6E-6G)。

噻唑烷二酮(TZD)藥物吡格列酮(Pio)是PPARγ45的特異性激動劑，可用來檢測肥胖小鼠PPARγ+皮膚Treg群體的能力。研究人員將Pio或DMSO局部應(yīng)用于喂食NCD或HFD的PPARγ-TdT Foxp3-Thy1.1小鼠的耳朵上，然后在這些小鼠中誘導(dǎo)牛皮癬(圖6H)。Pio在很大程度上恢復(fù)了PPARγ+皮膚Treg細(xì)胞群功能，并減弱了HFD喂養(yǎng)的小鼠的IL-17A+γδT細(xì)胞反應(yīng)(圖6I-6L)。Pio處理的HFD喂養(yǎng)的小鼠表皮增生減輕(圖6M)。

這些結(jié)果表明，HFD誘導(dǎo)的PPARγ+皮膚Treg區(qū)的破壞促進(jìn)了肥胖小鼠IL-17A+γδT細(xì)胞介導(dǎo)的銀屑病炎癥。

圖5. 高脂飲食小鼠皮膚PPARγ+Treg細(xì)胞丟失，IL-17+γδ T細(xì)胞增加

圖6. 局部皮下注射減輕白介素17A介導(dǎo)的銀屑病小鼠炎癥反應(yīng)

6. 長鏈游離脂肪酸(FFAs)抑制Treg細(xì)胞穩(wěn)態(tài)

為評估喂食HFD是否改變了皮膚中特定的FFA，研究人員對喂食NCD或HFD的小鼠的耳朵進(jìn)行了靶向脂質(zhì)組學(xué)研究。飽和脂肪酸如棕櫚酸(PA)和硬脂酸(SA)，是喂食HFD的小鼠耳朵中含量最高的FFA(圖7A)，這表明脂質(zhì)可以促進(jìn)促炎細(xì)胞的生成。

體內(nèi)注射PA可特異性減少PPARγ+皮膚Treg細(xì)胞(圖7B)。研究人員用BSA單獨或BSA-PA處理純化的皮膚Treg細(xì)胞，三天后，使用BSA-PA處理的Treg細(xì)胞減少(圖7C)，可能是由于細(xì)胞增殖和存活率降低(圖7D和7E)，PA對PPARγ+皮膚Treg細(xì)胞有明顯的抑制作用(圖7F)。

PPARγ+皮膚Treg細(xì)胞CD36 （一種清道夫受體，參與長鏈脂肪酸的攝?。┑谋磉_(dá)高于PPARγ-的細(xì)胞 (圖7G和7H)。用磺基琥珀酸亞胺油酸酯(SSO)抑制CD36在很大程度上消除了PA的抑制作用(圖7I)，表明PA對Treg細(xì)胞的毒性依賴于CD36。GSEA也有類似發(fā)現(xiàn)：PA促進(jìn)炎癥反應(yīng)，抑制細(xì)胞周期、脂質(zhì)代謝和線粒體穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因的表達(dá)(圖7J)。

與這些結(jié)果一致的是，MitoTracker深紅(MTDR)和MitoSOX紅染色顯示，PA處理破壞了皮膚Treg細(xì)胞中線粒體的動態(tài)平衡，增加了線粒體活性氧(ROS)(圖7K)。另外，在NCD喂養(yǎng)的小鼠中，耳朵Treg細(xì)胞比脾Treg細(xì)胞MTDR染色程度更高，而后者在HFD喂養(yǎng)的小鼠中減弱(圖7L)。

綜上所述，這些結(jié)果表明，攝入HFD會導(dǎo)致長鏈游離脂肪酸的增加，這種脂肪酸優(yōu)先破壞PPARγ+皮膚Treg細(xì)胞中線粒體的動態(tài)平衡。

圖7. 肥胖狀態(tài)下，長鏈脂肪酸升高導(dǎo)致PPARγ+皮膚Treg細(xì)胞丟失

03、總結(jié)

肥胖是牛皮癬的主要危險因素，先前的研究主要集中在肥胖對促炎性疾病的影響，肥胖相關(guān)的皮膚炎癥是如何逃脫免疫反應(yīng)仍然難以捉摸。本研究確定了一個獨特的PPAR γ+皮膚Treg細(xì)胞群，發(fā)現(xiàn)它限制了瘦小鼠IL-17A+gd T細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，然而這些細(xì)胞在HFD喂養(yǎng)后減少，導(dǎo)致IL-17A+gd T細(xì)胞介導(dǎo)的銀屑病炎癥過度活躍。

且結(jié)合scRNA-seq數(shù)據(jù)集與GSEA分析，整合了更多數(shù)據(jù)，使得結(jié)果更加可靠。

本研究的局限性在于scRNA-seq數(shù)據(jù)集的穩(wěn)定性，它受到以下因素的限制：

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