BLT1在老龄小鼠脂肪组织免疫细胞内调节炎症的作用

文摘   2024-09-06 21:19   陕西  



《免疫与衰老》(Immunity & Ageing)(JCR:Q1,IF:5.2)是一本开放获取、同行评审的在线期刊,它从免疫学角度研究衰老各个方面的手稿。该刊已被国际权威数据库SCIE收录,该刊致力于发表经过严格同行评审的高质量原创文章,反映GERIATRICS & GERONTOLOGY-IMMUNOLOGY领域的新进展、新技术、新成果,促进该领域科研交流和科研成果转化。
导读
衰老是一个复杂的生物学过程,以肥胖和免疫衰老为特征。免疫衰老包括免疫功能的下降和慢性低级别炎症的增加,称为炎症。脂肪组织的扩张,特别是内脏脂肪组织(VAT)的扩张,与促炎巨噬细胞的增加有关,促炎巨噬细胞在调节免疫反应和产生炎症细胞因子中起重要作用。白三烯B4受体1 (BLT1)是肥胖诱导炎症的调节因子。它的配体LTB4作为免疫细胞的化学引诱剂并诱导炎症。研究表明,在年轻生物脂多糖(LPS)内毒素血症挑战期间,BLT1对细胞因子的产生至关重要。然而,BLT1在老年生物体中的表达模式和功能尚不清楚。
在本研究中,我们研究了衰老雄性和雌性小鼠VAT内免疫细胞亚群中BLT1的表达。此外,我们研究了拮抗BLT1信号如何改变老年小鼠对LPS的炎症反应。我们的研究结果表明,老年小鼠表现出肥胖和炎症的增加,其特征是B细胞和T细胞的频率升高,以及VAT中的促炎巨噬细胞。BLT1在VAT巨噬细胞中表达最高。LPS和LTB4处理导致年轻和老年骨髓源性巨噬细胞(BMDMs)的BLT1增加。然而,LTB4治疗导致老年BMDMs的IL - 6扩增,而不是年轻BMDMs。用BLT1拮抗剂U75302治疗老年小鼠,然后用脂多糖诱导的内毒素血症导致抗炎巨噬细胞增加,磷酸化的NF - κ b减少,IL - 6降低。


结果



01
老年雄性和雌性小鼠内脏脂肪增加,免疫细胞组成改变




为了检验幼龄和老年小鼠的生理差异,研究测量了幼龄(3-8月龄)和老年(20-24月龄)小鼠的体重和VAT质量。老年雌性小鼠的体重和VAT质量均有所增加(图a)。老年雄性小鼠的体重与年轻小鼠相当,但VAT质量显著增加(图b)。
由于免疫细胞是调节VAT稳态的关键组成部分,我们研究了年轻和老年小鼠的免疫细胞亚群。我们使用多参数流式细胞术研究了雌性小鼠VAT免疫细胞亚群(包括B细胞、T细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞和中性粒细胞)的频率和细胞计数。图c显示了识别每种细胞类型的门控策略。随着年龄的增长,B细胞和CD3+ T细胞占CD45+细胞的比例(图d)和每克组织细胞的比例(图e)均有所增加。
相比之下,嗜酸性粒细胞在CD45+细胞中的比例下降(图d)。我们还使用CD11c检测了年轻和老年小鼠的炎性巨噬细胞表型。我们使用平均荧光强度(MFI)检测巨噬细胞上CD11c的表达水平(图f)。结果显示老龄雌性小鼠VAT中巨噬细胞CD11c表达(MFI)增加(图f)。我们还量化了年轻和老年雄性小鼠脂肪组织免疫细胞亚群的频率(图g)和每克组织的细胞数(图h)。与雌性小鼠的结果一致,老龄雄性小鼠的VAT中B细胞和T细胞的比例和细胞密度均有所增加(图g-h)。
我们还检测到嗜酸性粒细胞和巨噬细胞的频率降低(图f)。老龄雄性小鼠VAT巨噬细胞的CD11c MFI无差异(图i)。综上所述,老年雄性和雌性小鼠的VAT在免疫细胞亚群上表现出相似的变化,包括B细胞和T细胞的增加,但巨噬细胞和嗜酸性粒细胞的频率降低。雌性小鼠显示CD11c MFI显著增加,CD11c MFI是促炎巨噬细胞的标志物。



02
BLT1在VAT巨噬细胞中高表达




据报道,BLT1在中性粒细胞、巨噬细胞和嗜酸性粒细胞中高表达。BLT1在脂肪组织的B2细胞上表达。为了检测年轻和老年小鼠中哪个免疫细胞亚群表达BLT1,我们比较了BLT1在B细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞和VAT中性粒细胞上的MFI。用于BLT1检测的抗体(anti-BLT1,克隆7A8)经BLT1过表达细胞和表达BLT1的小鼠外周血白细胞。重要的是,该抗体不会与BLT2或其他gpcr发生交叉反应。
该门控策略使用同型控制对指定免疫细胞亚群中的BLT1+细胞进行门控(图a)。所有检测BLT1+细胞的实验都使用相同的门控策略。我们还检查了腹膜渗出细胞(PECs)和脾脏组织随年龄变化特征明显。结果显示,与其他组织相比,年轻小鼠VAT巨噬细胞中BLT1 MFI最高(图b-c)。在VAT中,B细胞和T细胞上的BLT1 MFI与同型对照相当,表明BLT1在这些细胞类型上不表达(图c)。接下来,我们在年轻和老年雌性小鼠中定量BLT1+细胞。然而,我们没有观察到年轻和年老小鼠VAT中BLT1+巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞的频率和细胞/g组织有任何差异(图d)。我们对雄性小鼠的VAT进行了类似的分析。老龄小鼠BLT1+巨噬细胞/g组织增加(图e)。综上所述,本实验表明,与其他组织和免疫细胞相比,BLT1在VAT巨噬细胞中高表达。




03
LTB4扩增老年BMDMs的IL-6




骨髓源性巨噬细胞(BMDM)的分化是研究巨噬细胞生物学的一个成熟的体外系统。为了解决炎症是否会在相当程度上影响年轻和老年巨噬细胞中的BLT1表达,我们通过在M-CSF中分化7天,从年轻和老年小鼠的骨髓中产生BMDMs(图a)。我们对未经处理或LPS (1 mg/ml)处理4 h),用流式细胞术检测BLT1 MFI和CD86作为炎症表型的标志物。据报道,CD11c和CD86都是M1型巨噬细胞上高表达的标记物,均可用于识别促炎巨噬细胞。
在年轻和老年BMDMs中,LPS处理增加了BLT1 MFI和BLT1+细胞的频率(图b-c)。为了更仔细地检查促炎表型,我们评估了CD86在整个巨噬细胞群体和BLT1+巨噬细胞亚群中的表达。在检查巨噬细胞总数时,用LPS处理的年轻BMDMs中CD86 MFI增加,但在老年BMDMs中没有增加(图d)。
然而,当通过BLT1+巨噬细胞门控时,我们发现CD86 MFI在老年BLT1+ BMDMs中显著增加,而在年轻时则没有(图e)。由于在LPS刺激下,年轻BMDMs和老年BMDMs的BLT1表达值相当,我们想知道受体活性的增加是否支持老年BMDMs的炎症表型。我们用LTB4治疗BMDMs,并检测BLT1+细胞群。LTB4刺激(100nM;6h)增加BLT1+ BMDMs的频率幼龄和老年小鼠(图f)。进一步检测下游细胞因子的基因表达表明,与年轻相比,LTB4治疗的老年BMDMs中ll6显著升高。这与老年巨噬细胞的炎性表型是一致的,老年巨噬细胞对刺激更敏感,导致IL-6等细胞因子增加。




04
老年小鼠的M2极化BLT1+ BMDM中CD206减少




接下来,我们检查了BLT1是否优先表达在年轻或年老BMDM产生的M1或M2极化巨噬细胞上。用LPS和ifn - γ将BMDMs极化为M1巨噬细胞,用IL-4将M2巨噬细胞极化24小时(图a)。在M1极化后,年轻和年老BMDMs的CD11c表达没有差异(图b)。与年轻的BMDM相比,M2极化的老年BMDM表达的CD206 MFI水平较低(图c)。与年轻的BLT1+ M2巨噬细胞相比,衰老的BLT1+ M2极化巨噬细胞CD206表达减少(图d)。这些数据表明,衰老的BLT1+ M2巨噬细胞CD206表达减少,这可能与M2表型减少相一致。




05
BLT1拮抗剂改变VAT巨噬细胞的比例,降低pNFκB和IL - 6




BLT1拮抗剂U75302结合BLT1阻断下游信号传导,防止LPS诱导幼年小鼠的炎症。由于老年人对内毒素血症的易感性增加,我们想知道用U75302治疗抑制LTB4-BLT1轴是否会降低老年小鼠内毒素血症的严重程度。为了验证这一点,年龄较大的雄性小鼠(24个月大)在3 mg/kg LPS处理6小时之前1小时IP注射1 mg/kg U75302(图a)。注射BLT1拮抗剂不影响LPS诱导的低温(图b)。我们还检测了CD11c+和CD206+巨噬细胞亚群,以确定巨噬细胞是表现出促炎表型还是抗炎表型。我们使用频率和MFI测量了CD11c与CD206的比率。该分析显示,拮抗剂组中CD11c/CD206巨噬细胞的比例显著降低(图c, d)。NF-κB是BLT1下游的主要转录因子,其激活可导致细胞因子的产生。我们发现衰老小鼠在脂多糖后VAT中磷酸化NF-κB增加,而用BLT1拮抗剂治疗则降低了磷酸化NF-κB(图e)。我们还量化了受NF-κB活性调控的细胞因子。与对照组相比,LPS处理的老龄小鼠IL-6基因表达显著增加。我们还发现,LPS加BLT1拮抗剂处理的老年小鼠VAT中的IL-6显著降低(图f)。虽然LPS处理有IL-1β和TNF-α增加的趋势,但与BLT1拮抗剂没有差异(图f)。这些结果表明,BLT1拮抗剂通过改变促炎CD11c+巨噬细胞和抗炎CD206+巨噬细胞的比例,降低NF-κB的磷酸化,从而降低IL-6的表达,从而减轻炎症。



结论
     LTB4-BLT1通路是产生促炎细胞因子的强诱导剂,表明BLT1是治疗感染和慢性炎症性疾病的潜在靶点。这项研究为BLT1表达的年龄特异性变化及其对VAT内巨噬细胞亚群的影响提供了有价值的见解。使用BLT1拮抗剂减轻巨噬细胞炎症为进一步探索BLT1作为治疗年龄相关疾病的潜在治疗靶点开辟了道路。综上所述,BLT1通过调节促炎和抗炎巨噬细胞促进老年小鼠VAT内的炎症。

葡萄营养世界
专注葡萄与葡萄酒营养科学动态,提高葡萄酒品质与产业发展。
 最新文章