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目的:自身免疫性甲状腺炎(autoimmune thyroiditis,AIT)是一种典型的器官特异性自身免疫性疾病。AIT的主要病理特征为甲状腺滤泡细胞间大量的免疫细胞浸润,激活的免疫细胞通过释放的炎性因子等,导致甲状腺滤泡细胞的损伤、凋亡和坏死,最终进展为甲状腺功能减退症。浸润的免疫细胞主要为CD4+T细胞和巨噬细胞。免疫代谢学研究发现,静息状态的巨噬细胞主要通过氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)途径代谢产能,而经脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激后有氧糖酵解则成为其主要产能途径,即发生了代谢重编程。巨噬细胞因其高度的可塑性可在不同微环境下极化为M1型或M2型巨噬细胞,其中M1型分泌炎性因子,参与炎症反应。巨噬细胞的极化方向与代谢重编程直接相关。在多种自身免疫性疾病中已经发现M1型巨噬细胞的浸润,包括类风湿性关节炎、动脉粥样硬化、系统性红斑狼疮和炎性肠病等,但AIT在免疫代谢相关研究的报道却较少。研究表明,2-脱氧-D-葡萄糖(2-Deoxy-D-glucose,2-DG)和二甲双胍的治疗有效抑制了巨噬细胞向M1型极化,从而减少了促炎性细胞因子的分泌并且缓解了类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的进展。其作用机制可能与代谢调节蛋白相关,如腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase,AMPK)和低氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1-alpha,HIF-1α)。本研究旨在探讨AIT小鼠的巨噬细胞的主要代谢途径及极化亚型情况。研究2-DG及二甲双胍通过AMPK/HIF-1α通路抑制M1型巨噬细胞的有氧糖酵解是否可以纠正巨噬细胞极化失衡,最终改善AIT甲状腺组织的炎性浸润。方法:将4周龄NOD.H-2h4雌性小鼠随机分为4组,每组15只。对照组(CON组)饲以12周普通无菌水;AIT组小鼠饲以8周含0.05%碘化钠的无菌水;2-DG组和二甲双胍组(MET组)饲以8周含0.05%碘化钠的无菌水后,分别饲以5mg/ml 2-DG和3mg/ml二甲双胍的无菌水4周。各组动物均于第16周龄处死,留取心尖血、甲状腺组织、脾脏组织。ELISA测定血清甲状腺球蛋白(anti-thyroglobulin antibodies,Tg Ab)水平;苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin,HE)观察甲状腺组织淋巴浸润情况;免疫荧光染色定位并检测甲状腺组织中M1和M2型巨噬细胞的表达;提取脾源性巨噬细胞测定细胞外酸化率(extracellular acidification rate,ECAR)和耗氧率(oxygen consumption rate,OCR),通过流式细胞术分析巨噬细胞极化情况;Western检测AMPK、HIF-1α以及糖酵解关键酶,比如:己糖激酶2(hexokinase,HK2)、磷酸果糖激酶(phosphofructokinase,PFKP)、丙酮酸激酶M2(pyruvate kinase M2,PKM2)的表达。结果:1、NOD.H-2h4小鼠自身免疫性甲状腺炎的发生情况与AIT组相比,CON组、2-DG和MET组则甲状腺炎评分和血清Tg Ab水平均明显降低(P<0.05)。CON组的甲状腺炎评分和血清Tg Ab水平与2-DG和MET组没有显著差异(P>0.05)。2、小鼠巨噬细胞极化亚型的占比分析(1)流式细胞术实验结果显示,AIT组小鼠M1的百分比明显高于CON、2-DG和MET组(P<0.05),2-DG和MET组的M1占比例与CON组无显著差异(P>0.05)。(2)免疫荧光染色定位结果显示,AIT组小鼠甲状腺组织中M1型巨噬细胞明显多于CON、2-DG和MET组(P<0.05)。2-DG和MET组的M2型巨噬细胞与AIT组和CON组相比明显增多(P<0.05)。3、小鼠脾源性巨噬细胞的代谢与CON组相比,AIT组的ECAR和OCR值均明显增高(P<0.05)。与AIT组相比,2-DG和MET组的ECAR和OCR显著降低(P<0.05)。4、小鼠AMPK/HIF-1α通路以及糖酵解通路关键酶的表达情况Western实验结果显示,与CON组相比,AIT组小鼠的HIF-1α和糖酵解关键酶HK2、PFKP、PKM2表达明显增高(P<0.05),2-DG和MET组的HIF-1α和HK2、PFKP、PKM2表达与AIT相比则明显减低(P<0.05),但AMPK表达高于AIT组和CON组(P<0.05)。与CON组相比,AIT和2-DG组的HIF-1α的表达显著增高(P<0.05),MET组则无明显差异(P>0.05)。结论:与AIT组相比,2-DG和二甲双胍通过抑制AMPK/HIF-1α通路抑制糖酵解通路,减少巨噬细胞向M1型极化,增加M2型,最后延缓小鼠甲状腺炎症进展。进一步明确了巨噬细胞的代谢重编程可以影响其极化方向失衡,进而影响自身免疫甲状腺炎的发展。