Science Immunology：高耗能组织需要一支庞大的清理队伍

　　

人体的心肌、骨骼肌以及棕色脂肪组织都消耗大量能量并产生大量废物，而这些代谢废物需要得到妥善处理。

近日，西班牙国家心血管研究中心等机构的科学家们揭示了各种组织如何调整其清除能力以满足废物管理需求。这项研究成果于9月4日发表在《Science Immunology》 杂志上。

研究人员发现，高耗能组织中存在一支庞大的免疫细胞“清理队伍”，也就是巨噬细胞。巨噬细胞的规模与每种组织的代谢活性及其产生的废物量成正比。 

共同通讯作者、西班牙国家心血管研究中心的José A. Nicolás-ávila博士表示：“高能量需求和巨噬细胞数量之间的这种平衡似乎对我们的健康至关重要。”

大部分代谢废物由受损的线粒体组成。随着线粒体因持续为细胞提供能量而逐渐损耗，它们最终被作为废物排出体外。组织需要的能量越多，被送往“垃圾场”的线粒体就越多。  

研究人员追踪了小鼠心肌、骨骼肌和棕色脂肪组织中的线粒体，发现这些废弃的线粒体最终会被巨噬细胞吞噬。

当他们阻止巨噬细胞清除这些废物时，整个系统崩溃了：心肌泵血能力下降，骨骼肌力量减弱，棕色脂肪组织的产热能力也减弱。换句话说，组织需要清除废物才能发挥最佳功能。

研究人员将清理过程的启动追溯到产生CSF1的成纤维细胞，其数量会随着组织线粒体活性的增加而同步上升。成纤维细胞随后发出信号，促使巨噬细胞也随之增殖，从而使组织能够根据自身产生的废物量来调整清理队伍的规模。 

通过分析人类肌肉细胞数据集，他们发现巨噬细胞的数量与肌肉线粒体活性密切相关。这一发现表明，在小鼠身上发现的这种废物管理系统或许也能根据人类肌肉的代谢需求进行调整。

第一作者、西班牙国家心血管研究中心的Laura Pena-Couso表示：“随着年龄增长，组织代谢、废物积累和巨噬细胞数量都会发生变化。我们的发现揭示了将这些过程联系起来的信号，这表明靶向该系统可能有助于在衰老过程中维持组织功能。”