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巨噬细胞是一群可塑性很强的细胞,其状态可以随细胞的生化和生物合成需要发生改变。转录因子FoxO1是FoxO家族中的重要成员,我们前期的工作证实,FoxO1在肿瘤相关巨噬细胞中发挥重要的功能,缺陷FoxO1的巨噬细胞可以促进肿瘤细胞的生长,但其具体的作用机制尚不清楚。本项研究,我们重点从转录因子FoxO1参与代谢调节的角度,研究其影响巨噬细胞功能的分子机制,取得的主要实验结果如下:1、巨噬细胞缺陷FoxO1后倾向于M2型极化首先,我们构建了巨噬细胞特异性缺失FoxO1的小鼠,并利用骨髓来源的巨噬细胞进行转录组和蛋白组分析。结果表明,巨噬细胞缺陷FoxO1后倾向于M2型极化。进一步,我们借助高内涵成像和分析系统发现,缺失FoxO1的巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬能力明显减弱,证实FoxO1可以调控巨噬细胞的表型和功能。2、巨噬细胞缺陷FoxO1后糖酵解水平下降接下来,我们探究转录因子FoxO1调控巨噬细胞的具体分子机制。基因集富集分析等结果表明,与Reactome糖酵解基因集相关的基因在缺失FoxO1的巨噬细胞中明显下调,提示FoxO1在巨噬细胞糖代谢过程中发挥重要作用。进一步,我们利用shRNA干扰技术、流式细胞术等,证实FoxO1参与调控糖酵解的关键基因(PKM2,LDHA等),并且FoxO1缺失的巨噬细胞糖摄入水平明显下降。提示FoxO1通过调节代谢重编程影响巨噬细胞功能。3、FoxO1参与糖代谢的过程,进而调控巨噬细胞的功能为证明上述猜想,我们利用FoxO1缺失小鼠和同窝对照小鼠来源的骨髓诱导巨噬细胞进行胞外动态酸化效率(ECAR)的测定,发现FoxO1缺失的巨噬细胞中ECAR值显著低于对照组。并且,经过糖酵解抑制剂2-DG预处理的FoxO1缺失的巨噬细胞抑制肿瘤细胞生长的能力更弱。利用siRNA等策略进一步证实FoxO1参与糖代谢的过程,进而调控巨噬细胞的功能。综上所述,我们发现转录因子FoxO1通过参与代谢重编程,调控巨噬细胞的功能,在细胞代谢和巨噬细胞功能之间搭建了关键的桥梁。