Type I interferon decreases macrophage energy metabolism during mycobacterial infection.
Type I interferon decreases macrophage energy metabolism during mycobacterial infection.
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I型干扰素会在分枝杆菌感染期间降低巨噬细胞的能量代谢。
DOI：
10.1016/j.celrep.2021.109195
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发表时间：
2021-06-01
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
Aderem A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Olson GS;Murray TA;Jahn AN;Mai D;Diercks AH;Gold ES;Aderem A
代谢重编程为巨噬细胞功能提供动力并使其极化，但在病原体感染过程中这种反应的本质和调控仍存在争议。在这项研究中，我们对小鼠巨噬细胞针对结核分枝杆菌（Mtb）的代谢和转录反应进行了表征，以厘清潜在机制。我们发现，I型干扰素（IFN）信号传导与由活的（而非灭活的）结核分枝杆菌诱导的糖酵解减少和线粒体损伤相关。在体外和体内的结核分枝杆菌感染过程中，缺乏I型干扰素受体（IFNAR）的巨噬细胞能维持糖酵解通量和线粒体功能。干扰素β自身会抑制炎性巨噬细胞的糖酵解转变，并引发线粒体应激。我们利用缺乏STING蛋白的巨噬细胞证实，I型干扰素在线粒体损伤的上游发挥作用。我们认为，I型干扰素 - 线粒体反馈回路控制着巨噬细胞对分枝杆菌的反应，且这可能在一系列疾病的发病机制中发挥作用。
细菌感染期间控制巨噬细胞代谢的机制仍未得到充分阐释。奥尔森等人的研究表明，在结核分枝杆菌感染过程中，抑制巨噬细胞代谢的是I型干扰素，而非细菌的直接毒力因子。干扰素β自身会阻止炎性巨噬细胞向有氧糖酵解转变，并导致线粒体功能障碍和应激。
Metabolic reprogramming powers and polarizes macrophage functions, but the nature and regulation of this response during infection with pathogens remain controversial. In this study, we characterize the metabolic and transcriptional responses of murine macrophages to Mycobacterium tuberculosis (Mtb) in order to disentangle the underlying mechanisms. We find that type I interferon (IFN) signaling correlates with the decreased glycolysis and mitochondrial damage that is induced by live, but not killed, Mtb. Macrophages lacking the type I IFN receptor (IFNAR) maintain glycolytic flux and mitochondrial function during Mtb infection in vitro and in vivo. IFNβ itself restrains the glycolytic shift of inflammatory macrophages and initiates mitochondrial stress. We confirm that type I IFN acts upstream of mitochondrial damage using macrophages lacking the protein STING. We suggest that a type I IFN-mitochondrial feedback loop controls macrophage responses to mycobacteria and that this could contribute to pathogenesis across a range of diseases. The mechanisms controlling macrophage metabolism during bacterial infections remain poorly characterized. Olson et al. show that type I interferon, rather than direct bacterial virulence factors, restrains macrophage metabolism during Mycobacterium tuberculosis infection. IFNβ itself prevents the shift to aerobic glycolysis in inflammatory macrophages and drives mitochondrial dysfunction and stress.
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Blanc M;Hsieh WY;Robertson KA;Kropp KA;Forster T;Shui G;Lacaze P;Watterson S;Griffiths SJ;Spann NJ;Meljon A;Talbot S;Krishnan K;Covey DF;Wenk MR;Craigon M;Ruzsics Z;Haas J;Angulo A;Griffiths WJ;Glass CK;Wang Y;Ghazal P
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Remold, Heinz G.
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