长链酰基辅酶A合成酶（ACSLs）构成一个酶家族，通过将游离长链脂肪酸转化为其酰基辅酶A（CoA）形式，在脂质代谢中发挥着重要的作用。作为ACSL家族的一员，ACSL4优先结合其底物花生四烯酸（AA），从而通过结合游离的AA参与含AA磷脂的重塑。之前的研究发现ACSL4促进了缺血诱导的炎症细胞因子的产生。然而，ACSL4是否影响脂多糖（LPS）刺激后小胶质细胞的炎症反应，进而影响帕金森疾病（PD）的进展尚不清楚。2023年2月，青岛大学崔玉课题组在Brain, Behavior, and Immunity（IF 19.227）上发表了题为“ACSL4 Promotes Microglia-Mediated Neuroinflammation by Regulating Lipid Metabolism and VGLL4 expression”的文章。该文结合转录组学、脂质组学、基因手段、免疫生化等实验研究发现LPS诱导后ACSL4的表达增加，敲低ACSL4会减少促炎细胞因子的产生，并结合体内和体外实验表明ACSL4是一种新型调节因子，通过调节退化样家族成员4（VGLL4）表达和脂质代谢来促进小胶质细胞介导的神经炎症。中科新生命参与了该研究中脂质组学检测的相关工作。


   
研究材料

小鼠和细胞
  

 技术路线

步骤1：LPS诱导后小胶质细胞中ACSL4的表达增加；
步骤2：敲低ACSL4对小胶质细胞介导的炎症的影响；
步骤3：转录组学分析：ACSL4通过增加VGLL4的表达调节炎症细胞因子的产生；
步骤4：脂质组学分析：敲低ACSL4可改变LPS诱导后细胞的脂质组成；
步骤5：体内体外实验：ACSL4敲低降低体外神经元杀伤能力，减轻体内LPS和MPTP诱导的神经炎症。


   研究结果

1. LPS诱导后小胶质细胞中ACSL4的表达增加
为了确定ACSL4是否参与LPS诱导的神经炎症，作者首先检测了LPS诱导2小时后的原代小胶质细胞中ACSL4的表达，结果显示ACSL4 mRNA和蛋白的表达显著增加。此外，ACSL4在正常情况下或LPS诱导后主要定位于细胞质中。这些结果表明，LPS诱导后原代小胶质细胞中ACSL4的表达增加（图1）。
2. 敲低ACSL4对小胶质细胞介导的炎症的影响
为了评估ACSL4对小胶质细胞介导的炎症的影响，作者用靶向ACSL4的特异性siRNA转染BV2细胞(小鼠小胶质细胞)，然后在LPS诱导后检测促炎细胞因子的产生。结果发现沉默ACSL4可降低LPS诱导后BV2小胶质细胞中TNFA、IL-6和IL-1b mRNA水平。表明在LPS诱导下，敲低ACSL4减少了促炎细胞因子的产生（图2）。作者进一步研究了ACSL4促进LPS引发的炎症细胞因子产生的潜在分子机制，分析了由TLR4信号通路激活的关键下游信号分子的水平，包括P65、细胞外调节蛋白激酶（ERK）和c-Jun N-末端激酶（JNK）。发现在ACSL4敲低的细胞中，促炎细胞因子的表达降低可能是NF-κB信号激活降低的结果，而不是由于铁死亡率降低所致（图3）。