造血干细胞（HSC），是一群数量极少、具有终生自我更新和可生成各种血细胞及免疫细胞的干细胞，多数以静息状态存在于骨髓中。在受到感染时会迅速进入细胞周期，这种白细胞在受到致病性应激时的快速扩张是哺乳动物对感染反应的基础。目前，造血干细胞代谢在应对致病性刺激挑战时的调节机制尚不完全清楚。
脂肪，对于减肥的人来说，可谓是深恶痛绝。实际上，脂肪除了能让人变胖，还能为身体提供能量来源。
近日，英国东英吉利大学的研究人员在 Nature 子刊" Nature Communications "期刊上发表了一篇题为" Free fatty-acid transport via CD36 drives β-oxidation-mediated hematopoietic stem cell response to infection "的研究论文。
该研究表明，在身体受到感染时，造血干细胞可以利用脂肪提供的高能量，从而扩增和分化产生大量的免疫细胞以抑制感染。
沙门氏菌，是一种导致腹泻、呕吐、腹痛、发烧和败血症的细菌感染。
在该研究中，研究人员利用沙门氏菌处理小鼠模型，在小鼠血清中发现游离脂肪酸水平升高。
为了进一步分析造血细胞对脂肪酸摄取，研究人员开发了一种体内移植模型，用荧光标记了游离脂肪酸，使用生物发光成像发现，长链游离脂肪酸被造血细胞吸收。
为了确定哪些造血干细胞吸收了游离脂肪酸，研究人员利用沙门氏菌处理小鼠72小时后。分析显示，HSC（造血干细胞）、MPP（多能干细胞）和LSK（骨髓中造血干细胞）细胞都在细菌感染的情况下获得血液中的游离脂肪酸。
感染沙门氏菌驱动造血干细胞摄取脂肪酸
接下来，研究人员确定了感染后造血干祖细胞的代谢状态，通过测量耗氧率的海马代谢通量分析发现，氧化磷酸化水平升高而糖酵解并没有发生改变。
为了确认脂肪代谢是否有参与，研究人员使用了β氧化抑制剂处理分离出的骨髓中的造血干细胞，发现其可以抑制感染条件下的LSK细胞的氧消耗率。当敲除线粒体CPT1A，会导致在面对LPS感染时造血干细胞扩增受到抑制。
这一结果证明了造血干细胞在面对感染时，需要脂肪β氧化来维持自己的扩增。
CD36调节游离脂肪酸摄取
早期研究表明，细胞摄取脂肪能量与多种细胞膜有关。为了确定游离脂肪酸是如何被转运到造血干细胞中的，研究人员分析了已知参与脂质摄取的基因表达。最终发现，CD36蛋白在造血干细胞上被诱导，以响应细菌。
总之，研究表明，在面临感染时，脂肪为造血干细胞提供了高能量，有效地让干细胞产生大量免疫细胞，以抑制感染。
研究人员表示，对抗感染，需要大量能量，而脂肪储存是巨大的能量沉积物，为造血干细胞提供燃料以增强免疫反应。研究出这种脂肪发挥作用的机制，为我们提供了关于未来如何加强身体对抗感染的新思路。
这项研究结果使我们能够了解我们的免疫系统如何利用脂肪来应对感染的反应，这些机制将使我们能够开发出治疗肝脏感染的新疗法。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-021-27460-9
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