《Physiological Reports》：Postbiotics lower adipose tissue MHCII inflammation and blood glucose in obese mice, dependent on sex
编辑推荐：
摘要：肥胖的特征在于代谢组织中的区室化炎症以及糖化血红蛋白异常（即血糖调节受损）的风险，而这可受细菌组分和代谢产物（即后生元）的影响。后生元胞壁酰二肽（MDP）可改善肥胖雄性小鼠的血糖控制，但在雌性小鼠中无此效果。将MDP与血糖调控联系起来的免疫反应尚不清楚。
摘要：肥胖的特征在于代谢组织中的区室化炎症以及糖化血红蛋白异常（即血糖调节受损）的风险，而这可受细菌组分和代谢产物（即后生元）的影响。后生元胞壁酰二肽（MDP）可改善肥胖雄性小鼠的血糖控制，但在雌性小鼠中无此效果。将MDP与血糖调控联系起来的免疫反应尚不清楚。研究人员假设MDP以组织和性别依赖的方式降低II类主要组织相容性复合体（MHCII）免疫应答，并且肥胖雄性小鼠脂肪组织中较低的MHCII免疫应答与改善的血糖控制相关。研究人员表明，饮食诱导的肥胖增加了肥胖雄性和雌性小鼠脂肪组织中多个MHCII免疫组分的转录水平，这与升高的空腹血糖呈正相关。研究人员发现，注射MDP 5周降低了肥胖雄性小鼠脂肪组织中MHCII表面表达和T细胞活化标志物的转录水平，而在肝脏或肥胖雌性小鼠中变化极小。脂肪组织中较低的MHCII炎症标志物与肥胖雄性小鼠改善的葡萄糖耐受性（而非空腹血糖）呈正相关。因此，后生元诱导的性别特异性血糖控制改善与肥胖雄性小鼠脂肪组织中MHCII炎症转录降低有关。
论文解读：后生元通过性别依赖性降低脂肪组织MHCII炎症改善肥胖小鼠血糖调控
本研究论文发表于《Physiological Reports》。肥胖是一种以体脂异常或过度堆积为特征的慢性疾病，会增加发生胰岛素抵抗和血糖控制受损（如空腹血糖升高或糖耐量受损）的风险，进而增加2型糖尿病（T2D）和心血管疾病（CVD）的患病几率。在肥胖状态下，肝脏和脂肪组织等调节血糖的代谢组织常伴随慢性、区室化的炎症，主要表现为促炎巨噬细胞聚集及细胞因子分泌，这会直接损害组织的胰岛素信号传导。值得注意的是，血糖控制受损的表现存在性别差异：女性更易发展为糖耐量受损（IGT），而男性更易出现空腹血糖受损（IFG）。近年来，II类主要组织相容性复合体（MHCII）免疫应答被证实在肥胖期间的脂肪组织炎症进展中起关键作用，可促进促炎巨噬细胞聚集和CD4+T细胞活化，从而导致脂肪和肝脏胰岛素抵抗。此外，肠道微生物群及其衍生的组分或代谢产物（统称为后生元，postbiotics）被发现能改善胰岛素抵抗和血糖控制。其中，细菌细胞壁成分胞壁酰二肽（MDP）可通过激活核苷酸结合寡聚化结构域含有蛋白2（NOD2）受体发挥作用，此前研究发现MDP能改善肥胖雄性而非雌性小鼠的血糖控制，但其背后的具体免疫机制尚不明确，且未考虑性别差异对代谢组织区室化免疫应答的影响。为此，研究人员开展本研究，旨在明确MDP改善血糖控制的性别依赖性机制是否与其调节代谢组织（特别是脂肪组织）的MHCII炎症应答有关，并探讨这种免疫调节与血糖表型的关联。
为开展研究，研究人员主要采用了两项小鼠实验：第一项实验使用13至14周龄的雄性和雌性C57BL/6N小鼠，分别喂食对照饮食（CD）或60%高脂饮食（HFD）16周，以评估饮食诱导肥胖对代谢组织MHCII炎症及血糖的影响；第二项实验使用此前已发表的野生型小鼠（9至12周龄，雄性及雌性）模型，喂食60% HFD并在第14至16周期间每周4天腹腔注射MDP（100 μg）或生理盐水，持续5周，以评估MDP干预的效果。关键技术方法包括：小鼠组织（肝脏及性腺白色脂肪组织gWAT）采集与冻存；组织RNA提取、DNA酶处理及反转录为cDNA；使用TaqMan探针的实时荧光定量PCR（qPCR）检测目标基因（MHCII炎症标志物、NOD2、通用炎症标志物、免疫细胞标志物等）的mRNA水平，并以核糖体蛋白侧向 stalk 亚基 P0（Rplp0）为内参进行标准化；在干预第4周进行葡萄糖耐受测试（GTT）评估糖耐量；测量体长、体重及空腹血糖；使用GraphPad Prism软件进行统计分析，包括正态性检验、t检验或Mann-Whitney检验，以及Pearson或Spearman相关分析。
研究结果如下：
3.1 肥胖以组织和性别依赖的方式增加MHCII炎症。喂食60% HFD 16周的雄性和雌性小鼠，相较于CD组，体重和空腹血糖均显著增加。在脂肪组织中，肥胖显著增加了雄性小鼠（Ciita、Cd74、Cd86、Cd40）和雌性小鼠（Ciita、H2ab1、Cd80、Cd86、Cd40）的MHCII表面表达及T细胞活化标志物的mRNA水平。在肝脏组织中，肥胖对MHCII炎症的影响具有性别依赖性：雄性小鼠肥胖增加了MHCII表面表达（Ciita、H2ab1）及T细胞活化（Cd80、Cd86、Cd40）标志物的mRNA水平；而雌性小鼠肥胖仅增加了T细胞活化标志物（Cd80、Cd40）的mRNA水平。这表明饮食诱导肥胖期间MHCII炎症的增加具有组织和性别依赖性。
3.2 脂肪组织（而非肝脏）较高的MHCII炎症与较高的空腹血糖相关。研究人员评估了肥胖对MHCII炎症的影响是否与体重及空腹血糖相关。体重与雄性脂肪组织（Ciita、H2ab1、Cd74、Cd86、Cd40）、雌性脂肪组织（Ciita、H2ab1、Cd80、Cd86、Cd40）及雄性肝脏组织（Ciita、H2ab1、Cd80、Cd86、Cd40）的MHCII炎症标志物mRNA水平呈显著正相关；雌性肝脏组织中仅Cd80表达与体重显著正相关。空腹血糖与肝脏任何组织中的MHCII炎症标志物mRNA水平均无显著相关；但雄性脂肪组织中Ciita和Cd40的表达，以及雌性脂肪组织中H2ab1、Cd86和Cd40的表达，与空腹血糖呈显著正相关。这些数据表明，饮食诱导肥胖期间小鼠脂肪组织（而非肝脏）MHCII炎症的增加，可能与血糖控制的性别差异有关。
3.3 MDP降低肥胖期间雄性小鼠脂肪组织的MHCII炎症。喂食60% HFD并注射MDP 5周的雄性和雌性野生型小鼠，与盐水注射组相比，体重或空腹血糖无显著差异（与既往发表结果一致，MDP仅改善雄性而非雌性的糖耐量）。MDP显著降低了雄性小鼠脂肪组织中MHCII炎症标志物的mRNA水平（Ciita、H2ab1、Cd74、Cd86、Cd40），但对雌性小鼠脂肪组织的影响有限（仅Cd40 mRNA水平降低）。此外，MDP对肝脏组织MHCII炎症的影响极小：雄性小鼠无变化，雌性小鼠仅H2ab1 mRNA水平降低。这表明肥胖期间MDP对MHCII炎症的影响主要局限于脂肪组织，且依赖于生物性别。
3.4 MDP降低肥胖期间雄性小鼠脂肪组织的NOD2受体表达。MDP降低了雄性小鼠脂肪组织中Nod2的mRNA水平，但未显著改变雌性小鼠脂肪组织或雄性和雌性小鼠肝脏组织中的Nod2 mRNA水平。这表明MDP对NOD2受体表达的影响同样局限于脂肪组织且具有性别依赖性。进一步相关分析显示，雄性脂肪组织中Ciita、H2ab1、Cd74、Cd80、Cd86、Cd40的mRNA水平与Nod2表达呈显著正相关；雌性脂肪组织中无此相关性；而雄性和雌性肝脏组织中Nod2表达与多个MHCII炎症标志物mRNA水平呈显著正相关。这些数据表明，在肥胖期间的雄性脂肪组织中，MDP介导的MHCII炎症降低可能与MDP介导的NOD2受体表达降低有关。
3.5 MDP介导的雄性脂肪组织MHCII炎症和NOD2受体表达降低与肥胖小鼠糖耐量改善相关。研究人员评估了MDP对MHCII炎症和NOD2受体表达的影响是否与空腹血糖或糖耐量（GTT的AUC）相关。除雌性脂肪组织Cd80 mRNA水平与空腹血糖呈负相关外，空腹血糖与雄性或雌性脂肪组织的Nod2、免疫细胞标志物、通用炎症标志物或MHCII炎症标志物的mRNA水平无显著相关；肝脏组织中仅雌性肝脏组织Ciita与空腹血糖呈正相关。这表明MDP治疗后脂肪组织NOD2受体表达和MHCII炎症的区室化变化与空腹血糖变化无关。进一步分析显示，雄性脂肪组织中H2ab1、Cd86、Cd40的mRNA水平及Nod2表达与GTT的AUC呈显著正相关；雌性脂肪组织中无此相关性；肝脏组织中亦无显著正相关。此外，仅雄性脂肪组织中的巨噬细胞标志物Adgre1与GTT的AUC相关。这些结果表明，肥胖期间MDP对血糖耐量的性别依赖性影响，可能部分由脂肪组织MHCII炎症（而非通用炎症）的区室化变化介导，且该过程涉及NOD2受体机制。
讨论部分总结：肥胖与肝脏和脂肪组织的区室化炎症相关，这些炎症参与损害血糖控制的器官间通讯。炎症触发因素常通过模式识别受体（PRRs）促进代谢炎症，但不同PRR作用不同：NOD1激活加重炎症和血糖失控，而NOD2激活促进脂肪组织免疫耐受并改善血糖控制。MDP作为后生元可通过NOD2、RIPK2和IRF4降低代谢炎症并改善糖耐量，且其效果具性别依赖性，与通用脂肪组织炎症标志物（如细胞因子）无关。本研究显示，肥胖在脂肪组织中非性别依赖地增加MHCII炎症转录，但在肝脏中雄性更易增加特定MHCII标志物；仅脂肪组织（而非肝脏）的MHCII炎症增加与空腹血糖升高相关，提示女性肥胖驱动的MHCII变化可能区室化于脂肪组织，且肝脏MHCII炎症似乎不参与IFG（男性更常见）。MDP对MHCII炎症的影响区室化于脂肪组织，且雄性脂肪组织中较低的MHCII炎症转录与较低的Nod2转录和改善的糖耐量正相关，表明MDP可能通过性别依赖性地激活脂肪组织NOD2受体，降低MHCII介导的CD4+T细胞活化和促炎巨噬细胞聚集，从而改善血糖控制。未来需明确MDP降低肥胖脂肪组织MHCII炎症的具体细胞类型/分泌因子及机制；MDP仅改善雄性糖耐量可能与性别差异的脂肪沉积（女性皮下多于内脏脂肪，内脏脂肪大脂滴更多且更胰岛素抵抗）及先天/适应性免疫的固有性别差异有关。本研究MDP为腹腔注射以绕过肠道屏障，未来需开发口服递送系统；两项实验的HFD时长不同（16周 vs 5周）是局限，但5周HFD足以增加炎症并超过肠道菌群影响血糖控制的时间；仅检测了转录标志物亦是局限。结论：肥胖增加雄性和雌性脂肪组织的MHCII炎症，后生元MDP治疗可降低雄性脂肪组织的MHCII炎症；较低的MHCII炎症与较低的NOD2受体表达和改善的糖耐量（而非空腹血糖）正相关，凸显了在开发改善肥胖血糖控制的后生元治疗时，考虑MHCII等免疫应答性别差异的重要性。
