【文献速递】应激状态下的双面人

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【文献速递】应激状态下的双面人

2024-07-13 15:27| 来源: 网络整理| 查看: 265

为了确定IL-6的来源,作者利用IL-6缺陷鼠进行混合骨髓嵌合体研究,发现放射敏感性细胞不产生应激诱导的IL-6(图C)。使用出血模型和束缚应激模型筛选不同组织诱导IL-6的能力,发现IL-6在棕色脂肪组织(BAT)中被强烈诱导(图D),并通过免疫组化染色证实了IL-6蛋白表达(图E)。此外,手术切除BAT后,消除了IL-6对出血应激的反应(图F),证明了BAT是应激诱导的IL-6的唯一来源。

BAT来源的IL-6依赖于ADRB3及上游的β-肾上腺素信号

BAT是在寒冷条件和应激状态下非颤栗产热的主要来源,为了验证IL-6是否需要非颤栗产热的关键介体UCP1,在UCP1缺乏的动物中测试了IL-6反应,发现IL-6的产生似乎与棕色脂肪组织的产热能力无关(图G)。同时,作者注意到必须在小鼠清醒状态时给予压力刺激才会促使IL-6的产生,这提示神经系统可能参与其中,为了测试应激诱导的IL-6是否需要交感神经元,使用了6-羟基多巴胺(6-OHDA),其剂量可模拟BAT交感神经切除术,而对中枢神经系统无明显影响,发现应激诱导的IL-6生产显著减弱(图H),证实交感神经参与了IL-6的产生这一过程。

考虑到BAT可以直接受交感神经支配以应对寒冷等刺激,作者推测IL-6的产生可能受β-肾上腺素信号所调控。由于BAT中存在三种β-肾上腺素受体(ADRB1/2/3),利用不同的ADRB激动剂刺激小鼠,发现ADRB3激动剂诱导IL-6的作用最强烈(图I)。相应地,用ADRB3抑制剂进行预处理,可以消除应激诱导的IL-6升高(图J)。最终得出结论是:ADRB3对于IL-6的产生是必需的,在应激状态下,棕色脂肪组织来源的IL-6依赖于ADRB3及上游的β-肾上腺素信号。

IL-6促进肝脏的糖异生,从而维持应激状态下机体的高血糖

经典的“战斗或逃跑”生理学过程包括了自主神经系统信号和代谢重编过程,使得分解代谢增强,从而增加危急情况下所需求的能量。考虑到压力本身可以引起IL-6分泌的大幅升高,作者假设IL-6的作用正是协调上述生理应激过程。

为了验证这一假设,作者团队通过间接量热法,在应激动物的总能量消耗中未发现显著差异,而IL-6受体拮抗则会使小鼠的能量消耗产生显著差异(图K)。研究观察到IL-6受体α亚单位(IL-6Ra)在肝脏中被显著诱导(图L),表明肝脏可能是IL-6信号传导反应引起的急性应激的主要靶点。为了直接评估肝细胞IL-6Ra的作用,作者团队制备了肝细胞特异性IL-6Ra缺失的小鼠,发现肝细胞中IL-6Ra特异性缺失足以抑制出血诱导的糖异生和束缚应激反应,与全身IR-6Ra阻断反应相似(图M、N)。

因此,在外界压力刺激条件下,棕色脂肪组织产生的IL-6会对肝脏代谢进行重编程,促进肝脏的糖异生,从而维持应激状态下机体的高血糖。

BAT来源的IL-6增强了急性应激所致的内毒素血症

IL-6在炎症反应中发挥重要作用,而应激诱导的IL-6可能会改变炎症结局。使用脂多糖(LPS)炎症动物模型进行研究发现:无论是对动物进行应激刺激,还是用ADRB3激动剂预处理,抑或注射应激剂量的IL-6,均可显著提升LPS的诱导的死亡率。

由于终末器官功能障碍是炎症损伤的标志,因此评估了应激动物相对于对照动物的重要器官功能的生物标志物,发现应激动物呈现显著的肾脏和心脏损伤趋势,而肝损伤在两组无明显差异。在棕色脂肪组织特异性敲除IL-6基因的动物模型中,应激并不会导致终末器官损伤标志物的异常,表明降低应激对炎性损伤的耐受性需要IL-6。

该研究表明,应激诱导的IL-6尽管可以支持”战斗”或”逃跑”,但是却降低宿主对内毒素血症引起的炎症的适应性。

总 结

参考文献

1.Batty, G.D. et al., BMJ 2017;356:j108

2.LeMay, L.G. et al., PhysiolBehav 1990 May;47(5):957-61

3. Qing , et al., Cell 2020, 182, 1–16

《文献速递》介绍:

诺和诺德医学事务团队长期关注内分泌领域新进展,共同监测20余个糖尿病领域顶级专业杂志及网站,精选其中的热点文章,总结提炼制作而成《文献速递》项目。内容短小精悍,旨在快速传递文献精粹。返回搜狐,查看更多



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