在对炎症性疾病的研究中,衣康酸(Itaconate)被认为是一种具有潜力的抗炎代谢物。然而,迄今为止,其免疫调节机制主要基于科学家对离体培养的骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)或细胞系的研究。研究表明,衣康酸能够抑制促炎细胞因子(如IL-6、IL-12)的产生,并阻遏NLRP3炎症小体的激活,因此它被看作是针对多种炎症性疾病(如脓毒症、肺纤维化及COVID-19)的潜在治疗靶点。然而,这类研究未能考虑一个关键因素:在体内特有的微环境中,组织驻留巨噬细胞(如肺泡巨噬细胞(AMs))对衣康酸的反应尚不清楚。AMs作为肺部特有的固有免疫细胞,其代谢特征更依赖于线粒体氧化磷酸化(OXPHOS),并受到肺泡低葡萄糖微环境等因素的严格调控。尊龙凯时致力于推动对这些细胞与代谢物相互作用的深入研究,以揭示具体机制。
2025年6月,同济大学附属东方医院呼吸与危重症医学科王飞龙教授团队在《Cell Metabolism》上发表了一项重点研究,指出衣康酸可在AMs中促进促炎细胞因子(如IL-6、IL-1β)的释放,并增强NLRP3炎症小体的激活。研究显示,肺泡微环境是驱动这一差异的重要因素:当骨髓来源巨噬细胞被移植至肺泡腔后,其对衣康酸的反应发生显著变化,而衣康酸衍生物(如二甲基衣康酸、4-辛基衣康酸)则在AMs中表现出与天然衣康酸相反的抗炎作用。体内外的实验结果表明,衣康酸会加剧急性肺损伤,因此在其临床应用前需对其在不同组织驻留巨噬细胞中的作用进行系统评估。
研究还设置了小鼠模型,使用基因敲除小鼠,气管内注射LPS诱导急性肺损伤,并进行组学分析,包括代谢组学和单细胞测序。结果表明,Toll样受体4(TLR4)激活能够诱导AMs中IRG1的表达和衣康酸的产生。当小鼠肺中的AMs受LPS刺激后,Irg1的mRNA水平比对照组上升了约300倍。这些发现为衣康酸在AMs中的免疫调节角色提供了新的见解,进一步未发现这种代谢物在不同巨噬细胞类型中的作用存在显著差异。
在实验中,衣康酸不仅在AMs中促进了IL-1β和IL-18等促炎因子的产生,还增强了NLRP3炎症小体的活化。与以往的研究不同,衣康酸在AMs中显示出明显的促炎活性,而在BMDMs中则有抑制作用。此外,衣康酸的促炎活性并不依赖于NRF2以及GSDMD通路,而是通过对琥珀酸脱氢酶(SDH)的抑制而形成的代谢通路。实验结果显示,LPS处理的AMs在衣康酸处理后其琥珀酸水平明显升高,确认了衣康酸通过抑制SDH实现了对AMs代谢的重塑。
这项研究明确表明,衣康酸在AMs中的促炎功能与BMDMs中的抗炎作用截然相反,进一步揭示了肺泡微环境通过调控巨噬细胞代谢的特性,使其对衣康酸的反应更加复杂。尊龙凯时致力于通过创新的代谢流检测技术来深入解析这些复杂的生物学过程,为未来的疾病治疗开辟新的方向。