這篇文章簡單來講講的是：駐留在脂肪組織中的巨噬細胞利用外泌體調節(jié)全身胰島素反應。
文章亮點：
- 脂肪組織巨噬細胞(Adipose Tissue Macrophages, ATM)分泌的外泌體將miRNA轉移到胰島素靶細胞
- 用肥胖小鼠的ATM外泌體治療瘦老鼠可引起胰島素抵抗
- 用瘦小鼠ATM外泌體治療肥胖小鼠可改善胰島素抵抗
- 肥胖小鼠的ATM外泌體含有miR-155，可能是導致胰島素抵抗的原因
【摘要】
miRNA是一種調節(jié)分子，可以被包裝在外泌體中從細胞中分泌出去。這里钠导，我們展示了肥胖小鼠脂肪組織巨噬細胞分泌的含有miRNA的外泌體(Exos)給瘦小鼠使用時慕趴，可導致瘦小鼠發(fā)生葡萄糖耐受不良和胰島素抵抗。相反急膀，從瘦老鼠身上獲得的ATM Exos画株，注射給肥胖小鼠辆飘，可改善肥胖小鼠的葡萄糖耐量和胰島素敏感性。miR-155是肥胖小鼠ATM Exos中高表達的miRNA之一谓传，更早的研究表明PPAR是miR-155的靶基因蜈项。我們的結果表明，與對照組相比续挟，敲除miR-155的小鼠具有胰島素敏感性和葡萄糖耐受性紧卒。此外，將野生型小鼠的骨髓移植到miR-155敲除小鼠中可以緩和這種表型诗祸。綜上所述跑芳，我們的研究表明ATM Exos中含有miRNA。這些miRNAs可以通過旁分泌或內分泌調節(jié)機制被轉移到胰島素靶細胞直颅，對細胞胰島素反應博个、胰島素敏感性和整體葡萄糖穩(wěn)態(tài)具有強大的影響。
引言
胰島素抵抗是2型糖尿病的重要病因功偿，肥胖人類胰島素抵抗最常見的原因盆佣。由于全球肥胖率的持續(xù)上升，2型糖尿病的患病率也隨之上升械荷。人類和嚙齒類動物肥胖的特征之一是脂肪組織共耍、肝臟、可能還有骨骼肌的慢性未解決的炎癥吨瞎。這種由肥胖引起的組織炎癥反應其中一個引人注目的組成部分是促炎巨噬細胞的積聚痹兜，尤其是在脂肪組織和肝臟中。許多早期的研究檢測了這種慢性組織炎癥狀態(tài)颤诀，并提出促炎細胞因子字旭，如腫瘤壞死因子(TNF-a)，是由組織巨噬細胞分泌的着绊，可直接抑制胰島素敏感性谐算，是肥胖誘導的胰島素抵抗的一個潛在病因熟尉。然而归露，抗TNF-a抗體在人類胰島素抵抗和葡萄糖代謝方面的治療療效不顯著，提示有其他巨噬細胞分泌因子和免疫細胞因子參與了胰島素抵抗斤儿。最近剧包，花生四烯酸衍生的二十碳三烯白三烯B4通過其特異性受體BLT1發(fā)揮作用恐锦，被認為是直接降低肝細胞和肌細胞胰島素信號通路的因素之一。Galectin-3是另一種巨噬細胞分泌因子疆液，既可促進促炎反應一铅，又可通過抑制胰島素受體信號通路直接阻斷胰島素作用。在這篇文章中堕油，我們報道了ATMs通過分泌含有miRNA的Exos進入循環(huán)系統(tǒng)來調節(jié)胰島素作用的新機制潘飘。
miRNA與mRNA的結合導致靶mRNA被募集到RNA誘導的沉默復合物(RISC)中，從而導致轉錄停滯和mRNA的降解掉缺。除了這種本身的細胞內作用卜录，miRNA可以以外泌體內含物的形式被細胞分泌出去，既可以在局部發(fā)揮作用眶明，也可以進入血液循環(huán)艰毒，在遠端發(fā)揮作用。也有證據(jù)表明搜囱，這些Exos可以被運輸?shù)洁徑蜻b遠的受體細胞丑瞧，調節(jié)受體細胞的功能。這些現(xiàn)象導致我們假設ATMs可分泌外泌體miRNA蜀肘，作為細胞外分子調節(jié)細胞胰島素作用和系統(tǒng)胰島素敏感性绊汹。
結果
1. ATMs分泌外泌體miRNA
文章第一步先確定ATMs可以分泌包含miRNA的外泌體。
(B)肥胖脂肪組織巨噬細胞(ATMs)分泌Exos的電鏡分析灸促。標尺，200納米涵卵。
(C)通過NanoSight分析測量肥胖小鼠ATMs分泌的囊泡的顆粒大小浴栽。
(D)Western Blot檢測外泌體(Exo)特異性標志物TSG101、syntenin 1及胞外囊泡相關蛋白標志物HSP70轿偎、CD63典鸡、CD9。這些印跡代表3個重復的獨立實驗坏晦，每個包含2個樣本萝玷。
(E)肥胖ATMs的Exos用PKH26標記，然后加入到3T3-L1脂肪細胞培養(yǎng)中昆婿。
(F)EV分泌抑制劑GW4689(10μM)對3T3-L1受體細胞表達ATMs外泌體依賴性miRNA的影響球碉。
數(shù)據(jù)以均數(shù)±SEM表示。n = 4每組(A和E仓蛆；n = 3 (C)睁冬。p < 0.05， *p < 0.01看疙，Student’s t test豆拨。
2. 從肥胖小鼠中提取的含miRNA的Exos促進胰島素抵抗
從肥胖小鼠中提取的含miRNA的Exos會損害三種主要胰島素靶組織的胰島素敏感性直奋。
(C - F)葡萄糖輸注率(GIR) (C)脚线、胰島素刺激葡萄糖處理率(IS-GDR)(骨骼肌胰島素敏感性指標) (D)、肝臟葡萄糖產生率(HGP) (E)弥搞、高胰島素-降血糖鉗位研究中游離脂肪酸水平抑制(FFA抑制)(F)的百分比邮绿。
(G - I)通過Western Blot檢測胰島素注射后骨骼肌(G)、肝臟(H)和VAT (I)中S473位點的AKT磷酸化水平攀例。這些印跡代表3個重復的獨立實驗斯碌，每個包含2個樣本。這個結果為了表明胰島素信號在這些組織中減少肛度。
*Data are presented as mean ± SEM. n = 7 mice for NCD control group (A–F) and n = 8 mice for the other groups. p < 0.05, 1-way ANOVA with Bonferroni’s post-test (A and B) or Student’s t test (C–F).
3. 肥胖小鼠ATM-Exosomal miRNAs損害細胞的胰島素敏感性
肥胖ATM-Exos在體內的作用顯著傻唾，我們同時對脂肪細胞、肌細胞和肝細胞的進行了相應的體外研究承耿。
(D - F)肥胖ATM-Exos處理后，AKT磷酸化水平在3T3-L1脂肪細胞加袋、L6肌肉細胞和原代肝細胞中的變化凛辣。這些印跡代表3次重復實驗，每次包含2個樣本职烧。
(G)在siRNA誘導的Drosha (M1 ExossiRNA-Drosha)敲除后扁誓，從LPS誘導的M1 BMDMs中收集Exos，然后加入3T3-L1脂肪細胞培養(yǎng)蚀之。24小時后測量脂肪細胞對葡萄糖的吸收蝗敢。
這些結果表明，miRNAs與巨噬細胞來源Exos可調節(jié)胰島素敏感性能力有關足删。
4. 來自瘦小鼠的ATM-Exos會降低肥胖引起的胰島素抵抗
從反面去驗證上面實驗得到的結果寿谴。
(C - F)葡萄糖輸注率(GIR) (C)讶泰、胰島素刺激葡萄糖處理率(IS-GDR)(骨骼肌胰島素敏感性指標) (D)屎慢、肝臟葡萄糖產生率(HGP) (E)篷店、高胰島素-降血糖鉗位研究中游離脂肪酸水平抑制(FFA抑制)(F)的百分比皆看。
(G和H)瘦ATM-Exos對3T3-L1脂肪細胞和L6肌細胞葡萄糖攝取的影響壶辜。
這些結果表明，在瘦ATM-Exos對肥胖誘導的胰島素抵抗具有保護作用赖瞒。
5. 肥胖誘導ATM-Exo中miRNA的表達變化
現(xiàn)在開始做機制驶乾。
(B)瘦ATMs和肥胖ATMs中miR-155的表達水平。
(C)瘦ATMs和胖ATMs分泌的Exos中MiR-155的豐度罐孝。
(D - F)經過24小時的瘦ATM-Exo與胖ATM-Exos處理后呐馆，通過qPCR檢測脂肪細胞(D)、L6肌細胞(E)和原代肝細胞(F)中miR-155的水平莲兢。數(shù)據(jù)歸一化至U6(細胞)或Exos總蛋白水平汹来。
6. MiR-155損害細胞胰島素信號通路
上一個結果中列舉了MiR-155表達的趨勢，現(xiàn)在開始做表達差異的功能改艇。
(D)過表達miR-155后谒兄，Western Blot檢測其靶基因PPAR在3T3-L1脂肪細胞摔桦、L6細胞和原代肝細胞中的表達。同時也檢測了PPAR的靶基因GLUT4在3T3-L1脂肪細胞和L6細胞中的表達承疲。Western Blot檢測3T3-L1脂肪細胞邻耕、L6肌細胞和原代肝細胞中PPAR的暴露時間分別為100 s、480 s和440 s燕鸽。在3T3-L1脂肪細胞和L6肌細胞中檢測GLUT4的暴露時間分別是80秒和60秒兄世。3次重復實驗，每次包含3個樣本啊研。
(E)過表達miR-155后御滩，受體細胞中與argonaut蛋白結合的PPAR mRNA的表達豐度。
(F)羅格列酮(Rosi)(PPAR激動劑)可恢復過表達miR-155對3T3-L1脂肪細胞和L6肌肉細胞葡萄糖攝取的影響党远。
7. ATM-Exo miR-155促進肥胖誘導的胰島素抵抗
miR-155抑制細胞胰島素信號轉導削解。
(C和D)在骨髓移植后HFD喂養(yǎng)20周钠绍，對miR-155KO受體小鼠進行GTTs和ITTs。
(E)通過qPCR分析miR-155KO受體小鼠原代脂肪細胞和肝細胞中MiR-155的豐度花沉。
(F)在骨髓移植后miR-155KO受體小鼠的原代脂肪細胞和肝細胞中檢測miR-155靶基因PPAR豐度柳爽。在原代脂肪細胞中也檢測到了GLUT4的表達。Western Blot檢測原代脂肪細胞和肝細胞中PPAR的檢測時間分別為120 s和550 s碱屁。檢測GLUT4蛋白條帶的暴露時間為150 s磷脯。3次重復實驗，每次實驗包含3個樣本娩脾。
(G和H)測定骨髓移植后原代脂肪細胞的葡萄糖攝取和原代肝細胞的葡萄糖產量赵誓。
數(shù)據(jù)以均數(shù)±SEM表示。n = 10只小鼠每組(A-E)和n = 10每組(G-H)。p < 0.05, 的單因素方差分析和Bonferroni’s post-test (A-D) 或Student’s t test(G和H)俩功。*
這篇文章先是確定了表型：ATMs可以分泌外泌體幻枉，這些外泌體會與胰島素抵抗相關，胖ATM-Exo會促進胰島素抵抗诡蜓，瘦ATM-Exo可以降低肥胖引起的胰島素抵抗熬甫。
然后去探討為何ATM-Exo可以發(fā)揮這樣的作用。發(fā)現(xiàn)ATM-Exo包含miRNA蔓罚，瘦ATM-Exo與胖ATM-Exo中miRNA的表達差異顯著椿肩，肥ATM-Exos中miR-155的豐度明顯高于瘦ATM-Exos。選擇這個miRNA主要是根據(jù)研究經驗（也有可能是課題組剛好有這種轉基因小鼠）豺谈。然后選了miR-155眾多靶基因中的一個和胰島素信號通路相關的靶基因PPAR郑象，同理選了GLUT4。
最后從正茬末、反厂榛、在體、離體等多個角度去show了一些支持猜想的結果丽惭。
這篇文章思路簡潔噪沙，邏輯連貫，但是在過渡到選擇靶分子的這一步沒有必須性吐根。按照這個差異表達結果其實可以選擇那些差異表達的另外某個miRNA去做正歼，說不定也可以做出來相似的結果。
這篇文章的方法部分可以借鑒一些ATMs分離拷橘，外泌體分離提純的方法局义，還有transwell共培養(yǎng)，骨髓移植等技術之前沒接觸過冗疮，需要按需學習萄唇。
如果你關注了我，希望你與我一起學習术幔，一起成長另萤！?
