2012年4月3日,日本科学家Tsuguhito Ota发表在Diabetes上的文章CCR5 Plays a Critical Role in Obesity-Induced Adipose Tissue Inflammation and Insulin Resistance by Regulating Both Macrophage Recruitment and M1/M2 Status,作者指出在趋化因子中,除了CCR2和配体MCP-1在脂肪组织巨噬细胞招募和胰岛素抵抗中发挥重要作用(J Clin Invest 2006;116:1494 – 1505),另外一个趋化因子CCR5,在脂肪组织巨噬细胞招募及其亚型转换和胰岛素抵抗中发挥很重要作用。
第一:CCR5及其配体在肥胖小鼠的脂肪组织中表达量增加。在高脂饮食10周的肥胖小鼠和15周的ob/ob小鼠附睾脂肪组织中,CCR5及其配体mRNA水平和蛋白表达量都是上调的;并且在脂肪组织中巨噬细胞的一个marker CD68表达量也是上调的,CCR5主要表达在白色脂肪组织中,在肝脏、棕色脂肪组织、脾脏、肌肉和肺脏中表达量都是低表达。
第二:CCR5阳性的巨噬细胞在高脂饮食诱导的肥胖小鼠脂肪组织中大量积聚。作者通过分离高脂饮食肥胖和正常饮食小鼠脂肪组织中的基质血管部分(SVF)和脂肪细胞,发现CCR5在基质血管部分中表达量最高,暨CCR5在SVF中先于脂肪细胞表达;通过免疫荧光分析,CCR5主要表达在肥胖小鼠脂肪组织巨噬细胞中;FACS证明,在高脂饮食小鼠脂肪组织中,巨噬细胞浸润的量(69.6%)明显比正常饮食小鼠(44.6%)要多。
第三:敲除CCR5的小鼠,对高脂饮食诱导的糖代谢紊乱和肝脂肪变性有保护作用。在高质饮食的敲基因小鼠饱食时,血液胰岛素水平与野生型小鼠的相比降低了一半,同时,血液游离脂肪酸和甘油三酯也明显降低;肝脏中甘油三酯的含量和脂肪合成基因在敲基因小鼠中表达量也明显降低;通过糖耐量实验GTT和胰岛素耐量实验ITT,在高脂饮食的敲基因小鼠中,葡萄糖耐受得到明显改善,胰岛素水平也明显降低。因此,敲除CCR5的小鼠,能保护肥胖诱导的糖代谢紊乱,胰岛素抵抗,高胰岛素血症和肝脂肪变性。
第四:在敲除CCR5的小鼠脂肪组织中巨噬细胞浸润、炎症改善,胰岛素的活性增强。与野生型小鼠相比,在高脂饮食的CCR5敲除小鼠脂肪组织巨噬细胞浸润明显减少,而且在敲基因小鼠脂肪组织中F4/80,cd68,cd11c等mRNA表达量明显降低;巨噬细胞分泌的细胞因子,如TNF,IL-6,iNOS等明显减少;更加明显的是,在高脂饮食的敲基因小鼠中,炎症信号明显改善,如p-JNK和p-p38 MAPk。同时,在高脂饮食敲基因小鼠脂肪组织中胰岛素敏感性增加,其下游底物IR和AKT酪氨酸明显增加。
第五:在敲除CCR5的肥胖小鼠中,M1型巨噬细胞向M2型转换。在正常饮食的WT小鼠和CCR5-/-小鼠中,M1型巨噬细胞和M2型巨噬细胞数量基本相同;然而在高脂饮食的CCR5-/-小鼠中,M1型巨噬细胞数目由WT型的23%降低到了12.5%,M2型巨噬细胞增加到了28%(WT小鼠20%)。因此,在CCR5-/-小鼠中,巨噬细胞亚型发生了转变,改善肥胖诱导的胰岛素抵抗。
第六:把CCR5-/-小鼠骨髓移植到野生型小鼠,明显改善糖代谢。首先通过X光辐射WT小鼠,使骨髓功能受到破坏,然后把CCR5-/-小鼠骨髓移植到WT小鼠,再给予高脂饮食,作者发现,脂肪组织中巨噬细胞浸润减少,葡萄糖耐受得到改善,肝脂肪变性同样得到改善。
总之,CCR5通过管理巨噬细胞招募及其亚型M1/M2的转换,在肥胖诱导的脂肪组织炎症中发挥作用。在敲除CCR5的小鼠高脂饮食后,胰岛素抵抗,糖尿病和肝脂肪变性都得到改善。通过以上数据,CCR5作为一个新的分子,连接肥胖、脂肪组织炎症和胰岛素抵抗。CCR5可能作为一个有希望的治疗胰岛素抵抗、代谢综合征和2型糖尿病的靶点。