研究团队首先通过单细胞转录组和单细胞蛋白组学方法分析了附睾白色脂肪组织(eWAT)中的脂肪巨噬细胞（ATM）异质性。scRNA-seq分析识别出7个髓系细胞簇，其中eWAT 的ATM可进一步分为两个主要群体：LYVE1^lo MHCII^hi(高表达MHCII基因、Cx3cr1、Ccr2和Fcgr4)和LYVE1^hi MHCII^lo(高表达Cd209家族基因、Timd4)。通过质谱流式(CyTOF)和InfinityFlow验证，研究人员最终基于CD209b、LYVE1和MHCII的表达区分了三个ATM亚群：CD209b+、LYVE1-hi和MHCII-hi。研究发现了这些不同ATM亚群具有不同的起源和更新动态，CD209b+ ATM主要为胚胎来源，寿命长；而LYVE1-hi和MHCII-hi ATM主要来自于循环单核细胞。

研究者依据脂肪组织的解剖学区域，分析了每个区域包含的ATM亚群。隔膜区(sATMs)位于分隔脂肪小叶的富含胶原和透明质酸的纤维结构中，高表达LYVE1和CD209b；被膜区(cATMs)集中在组织最外层的包膜中，高表达LYVE1但是不表达CD209b；实质区(pATMs)分散在脂肪细胞之间，低表达LYVE1和CD209b，可能对应于MHCII-hi ATM。

研究团队还分析了在高脂饮食(HFD)诱导的肥胖过程中这些ATM的动态变化。结果发现了pATMs逐渐增加，而sATMs和cATMs在绝对数量和相对比例上均下降。高脂饮食6个月后，pATMs成为eWAT中的主要巨噬细胞群体。相比sATMs，cATMs和pATMs的更新变化主要来自于循环单核细胞。

研究团队通过构建Cd209b靶向的白喉毒素受体(DTR)小鼠模型(Cd209bflox/DTR)，实现了sATMs的特异性清除，深入研究了隔膜区巨噬细胞的功能。研究发现sATMs清除增强了产热作用，表现为WAT"褐变"、氧气消耗增加。这些sATMs缺失小鼠还表现出葡萄糖耐量和胰岛素敏感性改善，肝脏脂肪变性减少。在体外脂肪器官培养中，sATMs耗竭的基质血管部分(SVF)形成较小的器官样体，脂肪生成标志物表达降低。这些结果说明了sATMs影响脂肪生成和产热之间的平衡。

研究团队进一步通过单细胞测序和转录组分析鉴定了CD26+脂肪干细胞（ASC）作为高度增殖的早期祖细胞，位于隔膜区。sATMs耗竭后，CD26+ ASC数量下降，其转录谱向产热的棕色命运转变。配体-受体相互作用分析确定了sATMs主要分泌TGFβ1，通过受体TGFβR1/2作用于ASC。功能研究发现了特异性删除LYVE1+或TIM4+巨噬细胞中的Tgfb1可重现sATMs耗竭表型。来自TGFβ1缺陷小鼠的CD26+ ASC在体外表现出白色脂肪生成分化受损和更强的产热转化能力。

最后，研究团队利用单细胞测序和PCF空间单细胞蛋白组（CODEX），在肥胖患者中发现了一群保守的CD206+LYVE1+人类隔膜ATMs(hsATMs)，它们高表达TGFB1并与CD26+CD55+ ASCs相邻。PCF空间单细胞蛋白组（CODEX）证实了在人类WAT隔膜区内LYVE1+ sATM和 CD26+ ASC的空间物理距离更接近。

这项研究首次明确了脂肪组织中存在三个定位和功能不同的巨噬细胞亚群，特别是定位于隔膜区的CD209b+LYVE1+巨噬细胞(sATMs)。研究强调了"亚组织"定位可能是巨噬细胞功能的关键决定因素，阐明了sATMs通过TGFβ1信号调控邻近CD26+脂肪干细胞命运决定的分子机制。这项为理解免疫细胞与组织干细胞间的调控网络提供了新视角。靶向sATM-TGFβ1-ASC轴可能是对抗肥胖和胰岛素抵抗的新的治疗策略。

Yu X, Hu Y, Lim HY, Li Z, Jaitin DA, Yang K et al.Septal LYVE1+ macrophages control adipocyte stem cell adipogenic potential.Science. 2025;389(6763):eadg1128.