?；o酶 A 合成酶長鏈家族成員 4（ACSL4）是多不飽和脂肪酸（PUFA）代謝中的重要同工酶。ACSL4 在脂多糖（LPS）誘導的小膠質細胞神經(jīng)炎癥中的作用，以及 ACSL4 介導的炎癥對帕金森病（PD）進展的影響尚不清楚。來自青島大學神經(jīng)再生與神經(jīng)康復研究所的研究者們對此展開研究，發(fā)現(xiàn) LPS 刺激后 ACSL4 表達增加，敲低小膠質細胞中的 ACSL4 可減少促炎細胞因子的產(chǎn)生。進一步研究發(fā)現(xiàn)，ACSL4 減少退化樣家族成員 4（VGLL4）的表達，與促進 NF-κB 信號轉導和調(diào)控脂代謝有關，且敲低ACSL4可減輕LPS模型和MPTP模型中的神經(jīng)炎癥。該研究結果發(fā)表在2023年3月Brain Behavior and Immunity雜志上。

小膠質細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的常駐免疫細胞，其介導的神經(jīng)炎癥在多種生理和病理狀況中發(fā)揮重要作用。神經(jīng)元損傷后，小膠質細胞成為啟動炎癥反應的快速反應者，當刺激減輕時，炎癥反應會造成進一步的損害。帕金森病是一種神經(jīng)退行性疾病，其特征是黑質致密部（SNc）中多巴胺能（DA）神經(jīng)元的退化或丟失。多項研究表明，TNF、IL-1β 和IL-6 等炎癥介質在調(diào)節(jié)PD中發(fā)揮關鍵作用。

ACSL構成一個酶家族，通過將游離的長鏈脂肪酸轉化為其?；o酶 A（CoA）形式，在脂質代謝中發(fā)揮重要作用。作為ACSL家族的一員，ACSL4優(yōu)先結合其底物花生四烯酸，通過摻入游離脂肪酸促進磷脂的重塑。由于其對脂質代謝的調(diào)節(jié)，ACSL4已被確定為鐵死亡的調(diào)節(jié)劑，此外，骨髓細胞特異性 ACSL4 缺陷通過重塑磷脂，減少花生四烯酸衍生的促炎脂質介質從而緩解炎癥。

VGLL4是VGLL家族中的一個轉錄輔助因子，通過與TEA結構域（TEAD）轉錄因子相互作用來發(fā)揮其生物學效應。阻斷VGLL4表達可減弱 LPS 誘導的焦慮樣行為并減少小鼠的神經(jīng)炎癥。此外，VGLL4可調(diào)節(jié)肌肉再生和心臟發(fā)育，然而其在神經(jīng)炎癥中的作用仍不清楚。

1、LPS刺激后ACSL4在小膠質細胞中表達增加

研究者檢測了LPS刺激后小膠質細胞中ACSL4的表達情況，發(fā)現(xiàn)ACSL4在LPS刺激2h后RNA水平和蛋白水平顯著升高，且與小膠質細胞的靶標Iba-1共標可觀察到ACSL4在LPS刺激后表達升高（圖1）。

圖1 LPS刺激后ACSL4在小膠質細胞中表達增加

2、敲低ACSL4降低LPS誘導的炎性因子的產(chǎn)生

研究中使用靶向ACSL4的特異性si-RNA轉染BV2細胞、小鼠小膠質細胞后，檢測LPS處理后炎性因子表達情況，發(fā)現(xiàn)敲低ACSL4后LPS誘導的炎性因子產(chǎn)生減少（圖2）。

圖2 敲低ACSL4降低LPS誘導的炎性因子的產(chǎn)生

3、敲低ACSL4抑制了NF-κB 信號的激活

研究者檢測了TLR4通路關鍵下游信號分子水平，發(fā)現(xiàn)敲低ACSL4后，NF-κB P65磷酸化水平顯著降低，而其他信號分子磷酸化水平無改變。由于ACSL4已被確定參與調(diào)節(jié)鐵死亡，作者通過流式細胞術及qPCR檢測RSL3（鐵死亡誘導劑）刺激敲低ACSL4后的小膠質細胞中炎性因子表達情況。結果表明，RSL3處理未能增加炎性因子表達，提示ACSL4調(diào)節(jié)小膠質細胞的神經(jīng)炎癥并不依賴于鐵死亡（圖3）。

圖3 敲低ACSL4抑制了NF-κB 信號的激活

4、ACSL4 通過增強VGLL4表達來調(diào)節(jié)炎性細胞因子的產(chǎn)生

作者通過RNA-seq并結合KEGG通路分析，進一步確定ACSL4調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥的潛在分子機制。與炎癥反應相關的通路包括 NF-kappa B 信號通路、類風濕性關節(jié)炎、TNF信號通路、病毒蛋白與細胞因子和細胞因子受體的相互作用、細胞因子-細胞因子受體相互作用和Toll樣受體信號通路發(fā)生顯著變化。通過GO富集分析，作者發(fā)現(xiàn)在炎癥反應，對細菌、LPS、IFN-β的細胞反應以及免疫系統(tǒng)過程相關通路發(fā)生改變（圖4）。通過以上分析，一種轉錄調(diào)節(jié)因子 VGLL4 引起了作者的注意。

圖4 ACSL4 相關KEGG通路分析

研究者進一步驗證了在敲低ACSL4的小膠質細胞中VGLL4的表達，結果表明VGLL4表達升高。使用靶向VGLL4的siRNA 轉染BV2小膠質細胞，發(fā)現(xiàn)與siNC轉染的細胞相比，抑制VGLL4顯著增加LPS刺激后TNFα、IL-6和 IL-1β的產(chǎn)生。

為進一步確定ACSL4是否通過降低VGLL4表達來促進炎性細胞因子的產(chǎn)生，同時使用靶向ACSL4和VGLL4的特異性siRNA轉染BV2細胞，檢測LPS誘導的促炎細胞因子的產(chǎn)生，結果發(fā)現(xiàn)，在抑制VGLL4后，在ACSL4敲低的小膠質細胞中，炎性細胞因子的表達減少得到了很大程度的恢復（圖5）。

圖5 ACSL4 通過增強VGLL4表達來調(diào)節(jié)炎性細胞因子的產(chǎn)生

5、敲低ACSL4改變LPS刺激后細胞中的脂質成分

由于ACSL4已被證明參與調(diào)節(jié)脂質代謝從而促進炎性因子產(chǎn)生，研究者通過非靶向代謝組學檢測了敲低ACSL4后LPS處理BV2細胞后的脂質代謝情況。結果表明，多種磷脂、鞘脂和脂肪酸在ACSL4敲低后顯著降低，表明ACSL4可能通過調(diào)節(jié)BV2 小膠質細胞中的脂質組成來調(diào)節(jié)炎癥過程（圖6）。

圖6 敲低ACSL4改變LPS刺激后細胞中的脂質成分

6、ACSL4敲低減弱 LPS 誘導的神經(jīng)炎癥

研究者進一步將慢病毒特異性注射到小鼠的黑質區(qū)域以敲低ACSL4，并在慢病毒注射兩周后給予單劑量LPS評估炎癥反應。免疫熒光結果表明，與對照組相比，ACSL4 shRNA組中LPS誘導的小神經(jīng)膠質細胞活化顯著降低，表現(xiàn)為神經(jīng)元有更長的分支長度、更多的分支點數(shù)和更少的反應性表型，且ACSL4敲低減弱了LPS誘導的炎性分子的產(chǎn)生（圖7）。

圖7 ACSL4敲低減弱 LPS 誘導的神經(jīng)炎癥

7、ACSL4敲低減弱MPTP誘導的神經(jīng)炎癥

小膠質細胞誘導的神經(jīng)炎癥與PD進展有關。研究者通過MPTP構建PD模型，并檢測ACSL4敲低后對PD的影響。結果表明，MPTP刺激敲低ACSL4后小鼠的小膠質細胞，其活化顯著降低且DA神經(jīng)元損傷顯著減少，且MPTP誘導的自發(fā)活動惡化情況顯著改善。通過qPCR檢測，敲低小鼠小膠質細胞中ACSL4后，MPTP誘導的炎性因子產(chǎn)生顯著降低（圖8）。

圖8 ACSL4敲低減弱MPTP誘導的神經(jīng)炎癥

醉翁之藝點評

代謝相關酶在神經(jīng)炎癥的調(diào)節(jié)中起著重要作用，ACSL4作為一種參與脂質代謝的酶，其在小膠質細胞介導的炎癥中的作用尚不清楚。本研究中，發(fā)現(xiàn) LPS 刺激后ACSL4表達上調(diào)，敲低ACSL4通過抑制NF-κB活化來降低促炎細胞因子的表達。有趣的是，ACSL4以不依賴鐵死亡的方式調(diào)節(jié)炎癥，并通過調(diào)節(jié)轉錄輔因子VGLL4的表達和降低脂質代謝率來促進細胞因子的產(chǎn)生。此外，敲低ACSL4減輕了體內(nèi)神經(jīng)炎癥，并降低了MPTP模型中的神經(jīng)元死亡率。研究者揭示了ACSL4通過調(diào)節(jié)VGLL4表達和脂質代謝促進小膠質細胞介導的神經(jīng)炎癥的新作用，在未來的研究中，針對ACSL4表達的干預可能是帕金森病或其他神經(jīng)炎癥相關神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛在治療方法。

編譯：許沐秋 

審校：呂卓辰

聲明：古麻今醉公眾號為舒醫(yī)匯旗下，古麻今醉公眾號所發(fā)表內(nèi)容之知識產(chǎn)權為舒醫(yī)匯及主辦方、原作者等相關權利人所有。未經(jīng)許可，禁止進行轉載、摘編、復制、裁切、錄制等。經(jīng)許可授權使用，亦須注明來源。歡迎轉發(fā)、分享。

本文由“健康號”用戶上傳、授權發(fā)布，以上內(nèi)容（含文字、圖片、視頻）不代表健康界立場。“健康號”系信息發(fā)布平臺，僅提供信息存儲服務，如有轉載、侵權等任何問題，請聯(lián)系健康界（jkh@hmkx.cn）處理。

相關知識

健康所研究發(fā)現(xiàn)脂代謝的調(diào)節(jié)影響神經(jīng)再生修復和神經(jīng)免疫功能的新機制
燃脂減肥新方向，首次發(fā)現(xiàn)糖原代謝調(diào)控脂肪細胞產(chǎn)熱和能量消耗
Nature：燃脂減肥新方向，首次發(fā)現(xiàn)糖原代謝調(diào)控脂肪細胞產(chǎn)熱和能量消耗
谷物調(diào)節(jié)腸道菌群，促進代謝健康
綜述丨吉林農(nóng)大: 益生菌對飲食誘導的脂質代謝紊亂的改善作用(國人佳作)
獻血可以促進新陳代謝嗎？
中科西部干細胞研究院：亞健康的干細胞調(diào)理機制是什么？
【肌肉學說】骨骼肌肉的代謝
人類葡萄糖、脂質和能量代謝的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)
脂肪調(diào)節(jié)細胞：抑制成脂分化的脂肪干細胞特殊亞群

網(wǎng)址: 【醉翁之藝】ACSL4通過調(diào)控脂代謝和VGLL4表達促進小膠質細胞介導的神經(jīng)炎癥 http://www.gysdgmq.cn/newsview235834.html