过氧化物酶体增殖物激活受体 α：调控巨噬细胞免疫功能的关键因子 —— 血管紧张素转化酶的新机制探索

在免疫功能调控研究中，为探究血管紧张素转化酶（ACE）增强巨噬细胞免疫功能的机制，研究人员开展了以过氧化物酶体增殖物激活受体 α（PPARα）为关键靶点的研究。结果表明 PPARα 对 ACE 依赖的巨噬细胞功能上调不可或缺，为提升免疫功能研究提供新方向。

　　在生命的微观世界里，免疫细胞如同忠诚的卫士，时刻守护着机体的健康。巨噬细胞作为免疫系统的重要成员，其功能的有效发挥对抵抗疾病至关重要。近年来，研究发现脂肪酸代谢在巨噬细胞的功能调节中扮演着关键角色。同时，一种名为 ACE10/10 的基因改造小鼠模型引起了科学家们的关注，在这类小鼠中，单核细胞和巨噬细胞表达增加的血管紧张素转化酶（ACE），它们对细菌感染、癌症等多种疾病的免疫反应比正常小鼠更为强烈和有效。然而，ACE 究竟如何影响巨噬细胞的免疫功能，背后的机制却一直是个谜。为了解开这个谜团，来自美国 Cedars-Sinai Medical Center 等机构的研究人员展开了深入研究。
这项研究聚焦于 PPARα 在 ACE 增强巨噬细胞免疫功能过程中的作用，其成果发表在《Cellular & Molecular Immunology》杂志上。该研究对于深入理解免疫系统的工作机制，以及开发增强免疫力、对抗肿瘤和严重感染的新策略具有重要意义。
研究人员采用了多种关键技术方法。在动物模型构建方面，运用 Cre-LoxP 技术创建了特定的小鼠模型，精准调控基因表达。通过对这些小鼠的研究，为后续实验提供了有力的基础。基因表达分析技术，如 RNA 测序和实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR），帮助研究人员深入了解基因表达的变化情况。此外，还利用了细胞功能检测技术，包括肿瘤杀伤实验、吞噬实验等，直观地评估巨噬细胞的免疫功能。
下面来看具体的研究结果：

1. PPARα 在 ACE10/10 小鼠中的选择性缺失：研究人员构建了 4 组小鼠进行研究，分别是野生型（WT）、ACE10/10 中 PPARα 基因外显子 4 纯合 floxed 的小鼠（A10-PPARα）、A10-PPARα 小鼠与髓系特异性 cre 表达基因 LysM-Cre 杂合的小鼠（A10-PPARα-Cre）以及 ACE10/10 小鼠与 LysM-Cre 基因杂合但 PPARα 基因为非 floxed 野生型的小鼠（ACE10/10-Cre） 。通过蛋白质免疫印迹（WB）和流式细胞术等方法检测发现，A10-PPARα 小鼠的硫代乙醇酸盐诱导的腹腔巨噬细胞（TPMs）中 PPARα 表达增加，而 A10-PPARα-Cre 小鼠的 TPMs 中 PPARα 表达显著下调，且这种调控策略对肝细胞的 PPARα 表达无影响。同时，PPARα 缺失对 A10-PPARα-Cre 小鼠的免疫细胞频率影响较小，但 A10-PPARα 小鼠脾脏中 IFN-γ⁺CD4⁺ T 细胞（Th1）、IL-17A⁺CD4⁺ T 细胞（Th17）和 IFN-γ⁺CD8⁺ T 细胞（Tc1）的频率相对较高123。
2. PPARα 缺失的 ACE 过表达巨噬细胞的基因表达谱：对 WT、A10-PPARα 和 A10-PPARα-Cre 小鼠的 TPMs 进行批量 RNA 测序分析。结果显示，PPARα 表达降低导致 ACE 过表达的巨噬细胞基因表达模式发生显著变化。通过 Bland-Altman 图（MA 图）比较发现，A10-PPARα 与 WT 细胞相比有 2276 个基因表达差异，A10-PPARα 与 A10-PPARα-Cre 相比有 1811 个差异，A10-PPARα-Cre 与 WT 相比有 1499 个差异。基因集富集分析（IPA）表明，差异基因主要集中在脂质代谢和免疫系统相关途径。在脂质代谢方面，A10-PPARα 与 WT 比较时，多个途径的 Rich ratio 明显高于 A10-PPARα-Cre 与 WT 的比较；在免疫系统途径方面，也呈现类似趋势。这表明 A10-PPARα-Cre 巨噬细胞在基因表达上更接近 WT 细胞456。
3. PPARα 缺失的 ACE 过表达巨噬细胞的代谢特征：体外实验显示，PPARα 不影响油酸（OA）的摄取，但影响巨噬细胞的脂质消耗。A10-PPARα TPMs 清除细胞内脂质的能力强于 WT 细胞，而 A10-PPARα-Cre TPMs 清除脂质的速率显著降低。此外，A10-PPARα TPMs 中与脂肪酸代谢相关的基因表达增加，脂质过氧化、活性氧（ROS）和 ATP 水平也更高，线粒体呼吸作用更强。而 A10-PPARα-Cre TPMs 的这些指标则与 WT 细胞相似。代谢组学分析表明，A10-PPARα、A10-PPARα-Cre 和 WT TPMs 具有不同的代谢组，A10-PPARα-Cre 细胞的代谢组向 WT 细胞偏移789。
4. A10-PPARα-Cre 小鼠抗肿瘤免疫能力降低：在小鼠黑色素瘤 B16-F10 细胞皮下注射模型中，A10-PPARα 小鼠的肿瘤体积明显小于 WT 小鼠，而 A10-PPARα-Cre 小鼠的肿瘤体积与 WT 小鼠相似。A10-PPARα 小鼠肿瘤内的巨噬细胞数量更多，且这些巨噬细胞表达更高水平的促炎细胞因子，如肿瘤坏死因子 α（TNF-α）、白细胞介素 - 6（IL-6）等，同时表达较低水平的免疫抑制分子，如程序性死亡配体 1（PD-L1）和 PD-L2 。这使得 A10-PPARα 小鼠的肿瘤抗原特异性 CD8⁺ T 细胞反应更强。体外实验也证实，A10-PPARα TPMs 对 B16-F10 肿瘤细胞的杀伤能力更强，抗原呈递活性更高，而 A10-PPARα-Cre TPMs 的这些功能则明显减弱101112。
5. A10-PPARα-Cre 小鼠杀菌能力降低：研究人员用耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）对小鼠进行免疫挑战。体外实验发现，A10-PPARα TPMs 对 MRSA 的吞噬和杀伤能力更强，且表达更高水平的识别和捕获细菌所需的表面受体，产生更多的细胞因子和化学介质。体内实验结果显示，A10-PPARα 小鼠对 MRSA 感染的抵抗力更强，体内的 MRSA 菌落形成单位（CFUs）明显少于 WT 和 A10-PPARα-Cre 小鼠，而后两者的杀菌效果无显著差异131415。
6. PPARα 是人类巨噬细胞样细胞中 ACE 依赖性功能上调的关键调节因子：在人类单核细胞系 THP-1 和 THP-1-ACE 细胞的体外实验中，THP-1-ACE 细胞过表达催化活性的人 ACE。研究发现，THP-1-ACE 细胞对肿瘤细胞的细胞毒性、对细菌的吞噬和杀菌能力均强于 THP-1 细胞。PPARα 激动剂 WY14643 可增强这些功能，而拮抗剂 GW6471 则会削弱这些功能。此外，过表达 PPARα 可增强 THP-1 巨噬细胞的功能，而 PPARα 基因敲低（KD）则会损害其功能161718。
7. 选择性激活 PPARα 增强生理环境中的抗肿瘤免疫力：在小鼠 B16-F10 黑色素瘤模型中，使用 PPARα 激动剂匹美他尼（pemafibrate）处理小鼠。结果显示，匹美他尼显著减小了 WT 和 A10-PPARα 小鼠的肿瘤体积，且在 A10-PPARα 小鼠中的抑瘤效果更明显。同时，匹美他尼增加了肿瘤抗原特异性 TRP-2/Tet⁺CD8⁺ T 细胞的频率，增强了巨噬细胞的活性。但 A10-PPARα-Cre 小鼠经匹美他尼处理后，肿瘤体积减小的趋势不显著192021。
   综合上述研究结果，PPARα 在巨噬细胞的免疫功能中发挥着至关重要的作用。在 ACE10/10 小鼠中，巨噬细胞 PPARα 表达的增加对 ACE 依赖的功能上调不可或缺。无论是在抗肿瘤免疫还是抗菌免疫方面，PPARα 都扮演着关键角色。此外，选择性激活 PPARα 可以增强抗肿瘤免疫力，且这种效果在 ACE 过表达的情况下更为显著。然而，研究也提出了一些问题，如 ACE 如何具体上调 PPARα，PPARα 在 WT 巨噬细胞免疫反应中的精确作用机制，以及强制增加巨噬细胞 PPARα 活性是否能完全等同于增强免疫功能等，这些问题为后续研究指明了方向。该研究为深入理解免疫系统的调控机制提供了新的视角，为开发增强免疫力的策略和治疗相关疾病提供了重要的理论依据。