高细胞外葡萄糖浓度会引发BV2小胶质细胞中的棕榈酸诱导的毒性及代谢功能障碍

《Molecular Neurobiology》：High Extracellular Glucose Concentration Drives Palmitate-Induced Toxicity and Metabolic Dysfunction in BV2 Microglia Cells

微胶质细胞对棕榈酸的反应受培养基糖浓度调控，高糖条件下细胞活力下降、炎症介质升高且线粒体功能受损，低糖则影响较小。

　　

摘要

小胶质细胞会对不同的刺激（包括脂质）产生有针对性的反应，这些反应会因其所处的环境条件而有所不同。这些反应涉及炎症介质，对维持大脑稳态至关重要。本研究探讨了小胶质细胞对饱和脂肪酸棕榈酸的炎症反应、代谢反应和吞噬反应是否依赖于细胞外葡萄糖浓度。BV2小胶质细胞被培养在低葡萄糖（LG；5.5 mmol/L）或高葡萄糖（HG；25 mmol/L）环境中，随后暴露于棕榈酸（100或200 μmol/L）或溶剂中24小时。在高葡萄糖条件下，棕榈酸降低了细胞活力，并伴随炎症标志物的增加，这表明细胞处于激活状态。此外，棕榈酸在低葡萄糖和高葡萄糖条件下均诱导了与脂质代谢相关的基因表达升高，但未影响与葡萄糖代谢相关的酶。与低葡萄糖培养的细胞相比，高葡萄糖条件下的细胞氧气消耗率（OCR）和糖酵解通量（即细胞外介质酸化）增加，而棕榈酸在两种条件下均降低了OCR和糖酵解通量。短链脂肪酸丁酸未能阻止棕榈酸对BV2细胞线粒体的损伤。在原代小胶质细胞中，棕榈酸未影响线粒体密度和代谢功能。总体而言，我们的结果表明，在高葡萄糖条件下，BV2细胞容易受到棕榈酸引起的生存压力影响，而在低葡萄糖条件下则不会。

图形摘要

棕榈酸对低葡萄糖或高葡萄糖培养的小胶质细胞的影响。高葡萄糖增加了BV2细胞的代谢率。棕榈酸使小胶质细胞向疾病相关表型转变，诱导细胞死亡，上调炎症介质并抑制线粒体功能。在高葡萄糖条件下培养的细胞中，细胞活力明显下降。图片由BioRender.com生成。