撰文
唐小糖
交感神经系统控制着各种生理过程，如血管张力、心脏输出量、腺分泌和热发生。当环境变化时，交感神经通过控制这些生理过程来维持稳态，主要通过从局部轴突释放各种神经递质来调节终末器官以及细胞组织的活动。由于靶细胞神经支配的复杂性以及新兴的交感神经元群体的出现，交感神经和靶细胞之间的双向交流的分子机制仍有待阐明。
交感神经系统通过释放去甲肾上腺素来驱动棕色脂肪和米色脂肪产热。在这个过程中，转录因子Prdm16、内质网膜蛋白CLSTN3β和神经营养因子SB参与其中，这意味着热源性脂肪组织对于研究外周靶细胞和交感神经系统交流方面是一个再合适不过的模型。
之前的研究表明，先天免疫细胞，如抗炎巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和II型先天淋巴细胞（ILC2s）可以调节脂肪产热。但获得性免疫细胞在其中的作用还没有完全阐明。
年2月20日，来自哈佛大学医学院-丹娜法伯癌症研究院BruceM.Spiegelman团队（共同一作为胡博、金橙橙、曾行）在Nature杂志在线发表文章γδTcellsandadipocyteIL-17RCcontrolfatinnervationandthermogenesis，研究报道了T细胞尤其是γδT细胞经由IL-17受体C（IL-17RC）来调控交感神经支配。
IL-17RC特异性在脂肪组织中的缺失，可以导致TGFβ1在脂肪细胞中的分泌减少，进而使局部交感神经支配受损，引起肥胖和其他产热相关的代谢表现，该现象可以通过恢复TGFβ1表达挽救。除此之外，γδT细胞和IL-17RC的缺陷也会损害其他组织如唾液腺的交感神经支配。该研究表明T细胞和各个器官的实质细胞互相协作共同调节交感神经支配。
研究人员利用多种小鼠模型Rag2-/-，Tcra-/-，muMT-/-和Tcrd-/-（分别对应T、B细胞缺失，αβT细胞缺失，B细胞缺失，γδT细胞缺失）来评估不同种类的淋巴细胞在适应性热生成当中的作用。与野生型相比，Rag2-/-和Tcrd-/-小鼠表现出较差的耐寒性，而Tcra-/-和muMT-/-小鼠耐寒性正常或轻微受损，且Tcrd-/-小鼠在寒冷实验条件下表现出耗氧量减少和褐色脂肪组织中的脂肪含量增加。
暗示γδT细胞可以激活适应性热发生，并且其缺失会导致褐色脂肪组织功能障碍。进一步研究人员发现冷暴露可以显著增加褐色脂肪组织中的IL-17F，同时IL-17F-/-小鼠实验也证明了IL-17F参与了适应性产热过程。小鼠中IL-17F的受体IL-17RC在热源性脂肪细胞中高表达，于是研究人员利用脂肪细胞特异性IL-17RC敲除（AdIl17rc-/-）小鼠、热源性脂肪细胞特异性IL-17RC敲除（Ucp1-CreAdIl17rcfl/fl）小鼠和IL-17RC敲除+Vg6γδT细胞过表达的转基因小鼠重复上述实验得到了相似的表型，进一步表明热源性脂肪细胞中IL-17RC通路在γδT细胞的适应性产热过程中是必要的。
那么其中适应性产热受损的机制是什么呢？研究人员发现在低温下AdIl17rc-/-小鼠的耐寒能力降低耗氧量降低，但是注射β3-肾上腺素激动剂其耗氧量和野生型老鼠没有区别，这表明AdIl17rc-/-小鼠的热发生受损可能是由于β3-肾上腺素受体上游信号缺陷引起的。在褐色脂肪组织里，交感神经是肾上腺素的主要来源，通过对不同小鼠模型的酪氨酸羟基酶（TH）免疫染色，研究人员发现γδT细胞和脂肪细胞IL-17RC信号通路共同促进适应性热源性组织的交感神经支配。
更进一步，研究人员借助之前建立的Slc17a8(Vglut3)-ires-cre小鼠系统（通过注射AAV-hM3Dq-mCherry来介导表达Vglut3的神经元中Cre的表达），检测AdIl17rc-/-小鼠和Vg6γδT细胞过表达转基因小鼠的褐色脂肪组织热反应，发现IL-17RC敲除小鼠的热反应下降，而γδT细胞转基因小鼠增强，且IL-17RC敲除小鼠的抗寒性可通过增强脂肪特异性的神经营养通路CLSTN3β–SB挽救。以上一系列实验结果表明IL-17RC可以激活热源性脂肪的交感神经支配，其缺失则会导致这种神经支配的损坏，在其他组织如唾液腺中也表现依然如此。
那么γδT-IL-17RC通路到底是如何调控交感神经支配的？研究人员分析了野生型小鼠和IL-17RC敲除小鼠中褐色脂肪组织的蛋白组和转录组，与野生型小鼠相比，敲除小鼠中下调基因的信号通路富集在上皮-间质过渡和TGFβ信号通路中。同时，TGFβ1及其靶基因的表达量在敲除小鼠中也是降低的。IL-17F已知可以在内皮细胞中激活TGFβ1的表达，研究人员在脂肪细胞中也观察到了此现象。
以上结果共同说明IL-17F可以激活TGFβ1的表达，γδT-IL17RC通路受损导致TGFβ1表达下调，并且该功能表现在多个组织如脂肪组织、唾液腺和肺组织中。下一步为了验证TGFβ1在其中确实起作用，研究人员在IL-17RC敲除小鼠中过表达TGFβ1和在野生型小鼠中封闭或抑制TGFβ1表达，结果发现，小鼠的耐寒性分别提高和降低。此外，在唾液腺中，AAV诱导的TGFβ1表达也增加了TH的免疫染色情况。以上结果共同表明γδT-IL17RC通路在激活交感神经支配中起着重要的作用，且该作用依赖于TGFβ1信号通路。
总的来说，研究人员发现了一种在多组织中存在的调节交感神经的免疫机制，尤其是在热源性脂肪组织中，γδT细胞和IL-17RC经由TGFβ1通路，共同调控交感神经支配和热发生。该研究为肥胖症和多种代谢紊乱相关的疾病提供了潜在的治疗策略。
参考文献
1.McCorry,L.K.Physiologyoftheautonomicnervoussystem.Am.J.Pharm.Educ.71,78().
2.Mattson,M.P.Wan,R.Neurotrophicfactorsinautonomicnervoussystemplasticityanddysfunction.NeuromolecularMed.10,–().
3.Morrison,S.F.Centralneuralcontrolofthermoregulationandbrownadiposetissue.Auton.Neurosci.,14–24().
4.Villarroya,F.,Cereijo,R.,Villarroya,J.,Gavaldà-Navarro,A.Giralt,M.Towardanunderstandingofhowimmunecellscontrolbrownandbeigeadipobiology.CellMetab.27,–().