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综述:母体肥胖改变子代髓系免疫功能
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月05日 来源:Journal of Physiology 4.4
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这篇综述系统阐述了母体肥胖(BMI≥30 kg/m2)通过胎盘炎症微环境影响胎儿髓系免疫细胞(包括HSCs、单核/巨噬细胞)发育的分子机制,揭示了TLR4/NF-κB通路表观遗传重编程导致子代免疫训练样效应(immune-training-like effects)和免疫麻痹现象,为理解肥胖孕妇子代易患感染性疾病、代谢综合征(如T2DM)和心血管疾病(CVDs)的免疫学基础提供了新视角。
母体肥胖与子代免疫编程的奥秘
肥胖已成为全球流行病,世界卫生组织数据显示15%-30%育龄女性受此困扰。这种代谢紊乱状态伴随着慢性低度炎症,其特征是脂肪组织中M1型巨噬细胞浸润、促炎因子(IL-6、TNF-α)升高和代谢性内毒素血症。当这种炎症环境遇上妊娠,将如何影响胎儿免疫发育?
先天免疫的发育蓝图
人类免疫系统起源于胚胎早期的造血过程。卵黄囊中的造血干细胞(HSCs)经内皮-造血转化后迁移至胎肝,最终定植于骨髓。这些HSCs具有惊人的自我更新能力,每天产生千亿级血细胞。髓系细胞(包括单核细胞、巨噬细胞等)通过Toll样受体(TLRs)识别病原体相关分子模式(PAMPs),在防御感染中发挥关键作用。值得注意的是,胎儿单核细胞已具备CD14+CD16-(经典型)、CD14+CD16+(中间型)和CD14dimCD16+(非经典型)亚群分化能力。
肥胖的炎症风暴
肥胖状态下,内脏脂肪组织血管化异常导致缺氧和内质网应激,释放游离脂肪酸激活胰岛素抵抗通路。同时,脂肪细胞分泌的瘦素增加和脂联素减少形成恶性循环。更关键的是,脂肪组织中CD11c+ M1型巨噬细胞通过TLR4信号通路持续产生IL-1β等促炎因子,维持着慢性低度炎症状态。
胎盘——炎症的放大器
临床研究显示,肥胖孕妇胎盘呈现加速成熟的绒毛结构和效率降低。虽然研究结果存在争议,但多数证据表明胎盘巨噬细胞表现出促炎特征。瘦素通过增加氨基酸转运活性加剧胎儿营养过剩,而脂联素减少则进一步促进这一过程。动物实验证实,母体循环中的脂多糖(LPS)可穿过胎盘屏障进入胎儿循环。
脐带血中的免疫密码
对脐带血(UCB)的单细胞测序发现,肥胖母亲子代的单核细胞出现经典亚群减少,且IL-6、CCL2等炎症相关基因表达下调。体外实验显示,这些细胞对TLR1/2激动剂(如PAM3CSK4)和LPS刺激反应迟钝,TNF-α分泌减少50%以上。表观遗传分析揭示,IL-1β加工基因(如AIM2、CASP1)启动子区呈现异常高甲基化状态。
动物模型的启示
非人灵长类动物实验发现,西方饮食(WSD)喂养的母体,其胎儿骨髓HSCs出现持续性炎症基因上调。染色质可及性分析显示,IL-6和TNF-α基因启动子区开放程度增加,而氧化磷酸化相关基因则相反。值得注意的是,即使后代出生后改为正常饮食,这种"免疫记忆"仍持续至青少年期。
免疫训练——双刃剑现象
类似BCG疫苗诱导的免疫训练,母体炎症可能通过表观遗传修饰(如H3K4me3)"编程"胎儿髓系祖细胞。初次暴露(宫内环境)使细胞处于"预激活"状态,而出生后的病原体挑战(二次打击)则可能触发异常反应,这解释了为何这些新生儿更易发生严重感染和坏死性小肠结肠炎(NEC)。
干预策略的曙光
现有证据表明,孕前干预比妊娠期更有效。地中海饮食和ω-3多不饱和脂肪酸(PUFA)补充可能通过调节NF-κB活性改善炎症状态。二甲双胍虽能降低母体CRP水平,但对子代免疫的影响仍需探索。值得注意的是,减肥手术虽改善母体代谢,却可能引起胎儿生长受限。
未来展望
这项研究开创性地提出"两次打击"假说:宫内环境构成初次免疫编程,出生后感染等刺激引发异常反应。这为开发针对高危人群的早期免疫干预提供了理论依据,强调孕前健康管理对阻断代际疾病传播的重要性。
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