天然免疫作为机体抵御外来病原体入侵的第一道防线，在宿主防御、维持人体内环境的稳态等方面发挥着重要的作用。巨噬细胞是天然免疫屏障的重要细胞组分，是它们首先感知到外来的危险信号并作出快速反应，为机体提供了抵抗病原体攻击的早期防御。它们通过细胞表面的模式识别受体（Pattern recognition receptors，PRRs）识别入侵病原体上的病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns ，PAMPs），活化细胞内的分子级联，诱导促炎细胞因子、趋化因子及抗菌素的大量释放，引起机体整体的促炎反应。趋化因子进一步招募更多的免疫细胞到达局部炎性病灶周围；促炎细胞因子的释放导致炎症程度加剧，进一步引发T、B细胞介导的特异性适应性免疫反应；此外，巨噬细胞还通过对细菌的调理吞噬作用杀伤入侵的病原菌，发挥对病原体的清除作用。　　环境中不同的刺激因素诱导巨噬细胞分化为不同功能的亚群，根据表型和功能的不同，大致分为两类：经典活化的巨噬细胞（Classic activated macrophage，M1型）和替代活化的巨噬细胞（Alternative activated macrophage，M2型）。M1型巨噬细胞通过经典方式活化（激活物包括TNF?，IFN?，LPS等），分泌大量的细胞因子及趋化因子（如TNF?，IL-1?，IL-6），发挥杀灭微生物、促炎的作用；M2型巨噬细胞则通过替代方式活化（激活物包括IL-4，IL-10，IL-13及免疫复合物等）。它们天然存在于脂肪组织中，通过分泌IL-10、TGF?等因子维持脂肪组织的稳态；在抗寄生虫感染、损伤组织的重塑、抗炎、肿瘤病理进程中发挥免疫调节作用。但是，巨噬细胞的过度活化将引起促炎细胞因子的极大释放，对机体造成炎性病理损伤，导致动脉粥样硬化、肥胖、糖尿病，类风湿性关节炎及肝炎等多种炎性疾病。例如，Weisberg 等在高脂饮食（HFD）诱导的肥胖小鼠模型中发现，脂肪组织原位巨噬细胞（ATMs）的聚集，分泌TNF?，IL-1?等促炎细胞因子，使白色脂肪（WAT）的变大，诱导脂肪组织的胰岛素抵抗。Pope等在MHV-3诱导的病毒性暴发性肝炎模型中发现，巨噬细胞活化引起的“细胞因子风暴”（包括TNF?，IL-1?，TGF?，LTB?，FGL2）直接引起肝组织广泛的凝血性纤维化，引起肝坏死，导致小鼠的死亡。因此，弱化巨噬细胞介导的炎症反应可能为多种炎性疾病提供了一种可行的治疗策略。　　调节巨噬细胞活化的机制是众多研究关注的焦点。目前已知的研究表明：细胞内信号调质，如膜分子、非编码 RNA、microRNA、表观遗传学相关的机制都可能参与其中。而新近的研究阐明了线粒体代谢的重编程可能调控着巨噬细胞的活化，该小组运用代谢谱筛选及微阵列分析技术（Metabolic screen and Microarray）检测了LPS活化的巨噬细胞内的多种线粒体代谢产物，比如线粒体NAD+，能与去乙酰化酶Sirt1结合，导致NF-?B的p65亚单位的失活，负调炎症。线粒体的代谢产物琥珀酸（succinate），与 NAD+在功能相反，LPS 活化引起琥珀酸在巨噬细胞中堆积，进而稳定乏氧诱导因子1?（HIF-1?），正向调节IL-1?的转录。另外，West等发现线粒体活性氧（mtROS）能活化炎症小体，促进 pro-IL1?，Pro-IL-18的剪切成熟；mtROS 还通过活化 NF-?B稳定HIF-1?，诱导巨噬细胞的M1极化。进一步，抑制mtROS的释放能够显著降低内毒素介导的暴发性肝炎（FH）及酒精性肝硬化，但线粒体的重编程调节巨噬细胞活化的确切分子机制仍不甚明了。　　新近鉴定的B7家族相关蛋白VSIG4（V-set and immunoglobulin domain-containing 4 ），又称为Ig超家族蛋白-39（Ig superfamily protein 39，Z39Ig），还称为补体受体Ig超家族分子（complement receptor of the immunoglobulin superfamily，CRIg）。VSIG4特异性的表达在组织巨噬细胞上，如腹腔巨噬细胞（peritoneal macrophages ，PEMs）、肝Kupffer细胞。最初的研究表明，VSIG4作为补体受体通过与其配体C3b/iC3b结合，介导经C3b调理的病原体（促单核细胞增多性李斯特菌、金黄色葡萄球菌）的清除。Fu等在Ⅰ型糖尿病（非肥胖性）小鼠模型中发现，VSIG4+巨噬细胞与糖尿病抵抗相关。另外，作为孤儿配体，VSIG4与T细胞上的未知配体结合，抑制T细胞的增殖、活化及IL-2的产生。值得关注的是，CRIg-Fc融合蛋白能够降低实验性关节炎及实验性自身免疫性葡萄膜炎模型小鼠的炎症，减轻免疫性肝损伤的症状。表明VSIG4可能在炎性病理损伤中传递抗炎信号，但目前确切的分子机制仍不明了。　　为了明确VSIG4在炎症病理中的作用，我们以高脂饮食喂养（HFD）诱导的肥胖及MHV-3诱导的暴发型肝炎为模型，来研究VSIG4的功能。在HFD喂养小鼠的肥胖模型中，我们发现正常饮食喂养条件下，野生型对照小鼠（WT）与 Vsig4-/-小鼠的表型没有差异；但在HFD喂养条件下，Vsig4-/-小鼠体重增长更快，腹壁及肾周脂肪体积更大、脂肪量更高。HE 染色显示 Vsig4-/-小鼠相较对照小鼠肝脏脂肪变性更严重，脂肪细胞体积更大、数量更多。Vsig4-/-小鼠血糖、胰岛素水平更高，对胰岛素的敏感性降低。流式细胞术分析，Vsig4-/-小鼠脂肪组织中TNFα+F4/80+CD11c+巨噬细胞数量更多。以上结果表明VSIG4基因敲除促进了高脂饮食诱导的肥胖及胰岛素抵抗。　　在MHV-3诱导的暴发型肝炎为模型中，我们以野生型对照小鼠（WT）和Vsig4-/-小鼠为研究对象，腹腔注射 MHV-3 鼠肝炎病毒后观察两组小鼠的生存率及肝损伤程度的变化。我们发现在病毒感染后第三天50%的Vsig4-/-小鼠出现了快速的死亡，至第四天止Vsig4-/-小鼠已全部死亡，而WT对照鼠仍有部分存活，两组小鼠的生存曲线有显著差异。HE染色及TUNEL实验显示，病毒感染48小时后，Vsig4-/-小鼠肝脏出现大片坏死灶，并伴随着炎症细胞的大量浸润及肝细胞的凋亡，损伤程度较野生型小鼠更为严重。感染48小时后，Vsig4-/-小鼠血清转氨酶ALT、AST水平显著高于对照小鼠；噬斑法检测感染小鼠肝脏病毒滴度，发现Vsig4-/-小鼠纤维蛋白原及纤维蛋白原样蛋白2（FGL2）在肝脏的沉积更多。与FGL2的变化一致，Vsig4-/-小鼠血清及肝组织促炎细胞因子如IL-6、TNFα、IL-1β、IFN-γ的表达水平更高，肝脏MHV-3病毒载量较 WT 小鼠更高，肝损伤更严重。本部分结果表明，VSIG4 基因敲除加剧了 MHV-3诱导的小鼠肝脏病理损伤、小鼠死亡率增高，提示我们VSIG4能够缓解MHV-3诱导的暴发型肝炎，是可能的潜在治疗靶点。　　从以上两种炎症疾病模型中我们发现，VSIG4 能够缓解高脂饮食诱导的肥胖和MHV-3 诱导的暴发型肝炎，但确切的作用机制仍不甚明了。由于 VSIG4是巨噬细胞表面表达的特异性的蛋白，而巨噬细胞的活化状态与炎症疾病病理密切相关，因此为了进一步明确其分子机制，我们以过表达 VSIG4的RAW264.7 细胞系（VSIG4+-RAW264.7）和对照细胞系（PCDH-RAW264.7）为研究对象，LPS 刺激的VSIG4+-RAW264.7和PCDH-RAW264.7细胞为研究模型，我们发现在LPS刺激下，VSIG4+-RAW264.7细胞IL-6、TNFα、IL-1β、IL-12等促炎细胞因子的mRNA及蛋白表达水平较对照细胞更低，细胞表达更少的表面活性标志物（如CD40等），表明VSIG4能够抑制LPS诱导的巨噬细胞的M1极化。而巨噬细胞的极化与细胞代谢密切相关，因此我们进一步分析了两组细胞代谢相关的指标。我们发现与对照细胞相比，VSIG4不影响细胞对葡萄糖的摄取，仅仅抑制了LPS诱导的丙酮酸、乙酰辅酶A、乳酸的生成；细胞耗氧率检测发现，静息状态下VSIG4+-RAW264.7和PCDH-RAW264.7两组细胞的耗氧率无差异；但LPS刺激下，VSIG4+-RAW264.7细胞的耗氧率显著低于对照细胞，线粒体活性氧 mtROS 生成相较对照细胞也更少。以上结果提示我们，VSIG4 缓解了LPS诱导的炎性细胞因子的释放、mtROS生成及细胞表面活性标志物CD40的表达。并且，在两种炎症疾病模型中，Vsig4-/-小鼠来源的脂肪组织巨噬细胞（ATMs）和腹腔巨噬细胞（PEMs）线粒体活性氧mtROS的生成显著高于WT对照小鼠，进一步有力的证实了，在炎症疾病模型中VSIG4抑制了mtROS的释放。　　为了明确巨噬细胞 mtROS 释放减少是否会导致促炎细胞因子的降低，我们给予VSIG4+-RAW264.7和PCDH-RAW264.7对照细胞mtROS抑制剂DPI后，检测LPS刺激细胞因子的分泌。发现DPI处理后，两组细胞IL-6等炎症因子的分泌均减少，且VSIG4+-RAW264.7细胞较对照细胞IL-6水平更低。表明VSIG4通过减少mtROS的释放抑制了巨噬细胞的M1极化。　　为了进一步明确共抑制分子VSIG4如何影响线粒体活性氧的生成，我们用Q-PCR检测了 Vsig4-/-小鼠和野生型对照小鼠骨髓来源的巨噬细胞（BMDMs）中与线粒体活性氧生成相关的PDK 家族 4 个成员 mRNA 丰度，发现 VSIG4 基因敲除小鼠PDK2mRNA 及蛋白表达水平均显著低于对照小鼠。Westernblot 及免疫荧光结果显示Vsig4-/-小鼠 pPDHs300 、pPDHs293磷酸化水平更低；与之相反，过表达 VSIG4 促进了PDK2的表达及PDH的磷酸化。另外，我们发现Vsig4-/-小鼠PDH的磷酸化水平在感染前后均显著低于对照小鼠，表明 VSIG4 基因敲除后，PDH的活性增高，促进了线粒体的氧化磷酸化及mtROS释放。并且，我们发现Pdk2-/-小鼠来源的BMDMs和PDK2干扰的RAW264.7（PDK2-ShRNA-RAW264.7）细胞的表面活性标志（如CD40）的表达及TNFα、IL-1β、IL-6等炎症因子分泌相较对照细胞更高，表明PDK2基因敲除促进了巨噬细胞的M1极化。　　VSIG4如何上调PDK2的表达？为了明确其分子机制，我们通过转录因子Motif分析PDK2基因启动子-3000bp至转录起始位点3000bp的序列，发现与STAT3的两个可能结合位点，并经CHIP证实了-1298位点是与STAT3结合位点。给予VSIG4+-RAW264.7细胞PI3K抑制剂Ly294002、Akt抑制剂MK2206及STAT3抑制剂S3I-201能够抑制LPS诱导的PDK2的表达； ShRNA干扰STAT3后，PDK2的表达下调，进一步证实了VSIG4通过PI3K/Akt-STAT3通路上调PDK2的表达。由于C3b和iC3b是目前已知的VSIG4的配体，那么VSIG4上调PDK2的表达是否依赖于补体C3?我们以过表达VSIG4的C3-/-小鼠来源BMDMs和过表达人VSIG4的单核细胞THP-1细胞系为研究对象，发现经人C3b刺激的THP-1细胞与未刺激细胞相比，LPS处理前后PDK2的表达无差异；LPS刺激过表达VSIG4的C3-/-BMDMs细胞后，PDK2的表达仍稍高于对照细胞，表明去除C3b信号后，VSIG4仍然能够上调LPS诱导的PDK2的表达，表明这种上调是补体C3非依赖的。另外，我们的研究提示VSIG4具有抗炎的保护性功能，给予感染MHV-3病毒的小鼠强制性过表达VSIG4，能够缓解MHV-3诱发的暴发性肝炎，提高小鼠的生存率。　　综上所述，在巨噬细胞的活化过程中，VSIG4通过PI3K/Akt-STAT3 信号级联上调丙酮酸脱氢酶激酶2（pyruvate dehydrogenase kinase-2，PDK2）的表达，抑制丙酮酸脱氢酶（pyruvate dehydrogenase，PDH）依赖的线粒体ROS的产生，负调巨噬细胞的M1极化。VSIG4信号能够缓解巨噬细胞活化相关的炎性疾病，为抗炎治疗提供了潜在的新的治疗靶点。