《Frontiers in Immunology》:Endogenous CD5L controls the metabolic and inflammatory state of human macrophages
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本研究揭示了内源性CD5L通过重塑巨噬细胞脂质组、调控核受体RORα活性,进而影响NF-κB信号通路及炎症因子表达的分子机制。通过CRISPR/Cas9技术构建CD5L基因敲除的THP-1巨噬细胞模型,结合转录组与脂质组学分析,发现CD5L缺失导致炎症相关基因(如TNF、IL-1β)表达显著下调,并诱导抗炎分子CD52上调。该研究为代谢性炎症疾病(如动脉粥样硬化)的靶向治疗提供了新视角。
引言
先天免疫信号通过感知细胞代谢变化应对病原体威胁。胆固醇代谢物可作为肝X受体(LXR)等核受体的配体,连接胆固醇稳态与炎症反应。CD5L(又称AIM或Spα)作为清道夫受体样分子,通过调节细胞代谢参与炎症调控,但其在人巨噬细胞中的内源性功能尚不明确。本研究通过敲除THP-1单核细胞系中的CD5L基因,探讨其对巨噬细胞炎症状态的影响。
结果
CD5L调控THP-1细胞的炎症状态
在分化后的巨噬细胞样CD5L敲除(CD5L-KO)细胞中,基础状态下NF-κB调控基因(如TNF、IL-1β)表达显著降低。尽管LPS刺激后诱导幅度与对照组相似,但突变细胞中炎症因子mRNA水平仍低于对照组。ELISA检测进一步证实CD5L-KO细胞在LPS刺激后3小时和6小时分泌的IL-6蛋白水平显著降低(图2D),支持CD5L在人类巨噬细胞中发挥促炎作用。
CD5L缺失重塑巨噬细胞转录组
RNA-seq分析显示,CD5L敲除导致1,165个基因表达差异(FDR<0.05),其中879个基因下调。KEGG富集分析表明,TNF信号通路、NF-κB通路等炎症相关通路显著受影响(图3C)。例如,TNF通路中28个基因表达下调,仅FAS(TNFRSF6)上调(图4),提示CD5L缺失使巨噬细胞进入持续性低炎症状态。
CD5L介导脂质组重塑
UPLC-ESI-TOF质谱分析显示,CD5L-KO细胞中饱和脂肪酸(SFA)侧链比例增加,高度多不饱和脂肪酸(PUFA)水平上升(图5B、5C)。Filipin染色显示突变细胞内游离胆固醇积累增加(图5D),表明CD5L参与巨噬细胞脂质组成调控。
CD5L不通过脂肪酸合酶(FASN)发挥作用
尽管小鼠研究中CD5L通过抑制FASN调控脂代谢,但在人巨噬细胞中,CD5L敲除并未引起FASN活性显著变化(图6),提示其脂质重塑功能可能存在其他机制。
RORα位于CD5L信号下游
在CD5L/RORα双敲除(DKO)细胞中,炎症因子表达水平与RORα单敲除细胞相似(图2A–2D),且RNA-seq聚类分析发现CD5L与RORα缺失细胞的基因表达呈反向调控(图7A–7E)。这些结果支持CD5L可能通过调节RORα配体可用性影响炎症信号,但ROR反应元件(RORE)报告基因实验未检测到CD5L依赖的转录活性变化,需进一步验证二者直接关联。
CD5L调控单细胞-基质相互作用相关因子
在未分化的单核细胞中,CD5L敲除导致基质金属蛋白酶MMP-2、MMP-9表达下调,神经细胞黏附分子NCAM-1上调(图8B)。这些分子参与单核细胞迁移与动脉粥样硬化进程,提示CD5L可能通过调控细胞迁移影响疾病发展。
CD5L缺失诱导抗炎分子CD52
CD5L敲除使CD52在未分化和分化细胞中分别上调3.6倍和6.34倍(图8C)。Western blot验证其蛋白水平增加(图8D)。CD52可抑制TLR介导的NF-κB活化并诱导凋亡,可能是CD5L调控炎症的新介质。
讨论
本研究证实内源性CD5L是维持人巨噬细胞基础炎症状态的关键因子。其缺失导致脂质组重塑、炎症通路抑制及抗炎分子CD52上调。尽管CD5L与RORα的遗传学关系支持二者功能关联,但直接调控机制仍需深入探索。此外,CD5L对单核细胞迁移相关分子(如MMP-2、MMP-9、NCAM-1)的调控提示其在动脉粥样硬化中的多效性作用。未来需在原代细胞模型(如BLaER1)中验证CD5L的功能,并区分其内源性分泌与外源性补充的效应。