脂肪细胞特异性敲除MLKL通过增强线粒体功能减轻肥胖诱导的代谢功能障碍

为解决肥胖相关代谢功能障碍问题，研究人员开展脂肪细胞特异性MLKL敲除主题研究，发现其可减少高脂饮食诱导肥胖、增强葡萄糖耐受和胰岛素敏感性，并提升能量消耗和线粒体功能，显著改善肝脏脂质代谢和炎症状态，为肥胖及代谢疾病治疗提供新靶点。

　　

肥胖已成为全球流行病，其特征是慢性低度炎症和代谢功能障碍，而脂肪组织在这些过程中扮演关键角色。混合谱系激酶结构域样假激酶（MLKL）不仅是坏死性凋亡（necroptosis）的关键介质，还在代谢调控中发挥非经典作用。尽管既往研究提示MLKL可能参与代谢疾病，但其在脂肪细胞中的特异性功能尚不明确，尤其是在肥胖背景下如何调控系统性代谢稳态仍待深入探索。

发表在《Cell Death and Disease》的这项研究通过构建脂肪细胞特异性Mlkl敲除（Mlkl^Adi-KO）小鼠模型，深入探讨了MLKL在肥胖诱导代谢紊乱中的作用。研究人员发现，在高脂饮食（HFD）喂养条件下，Mlkl^Adi-KO小鼠体重增加减少、葡萄糖耐量改善、胰岛素敏感性增强，并且能量消耗升高，这些变化与食物摄入和运动行为无关，而是与白色脂肪组织（WAT）中线粒体功能增强和脂质积累减少密切相关。进一步转录组和代谢组分析显示，Mlkl缺失显著调节了氧化磷酸化、炎症和脂质代谢相关通路，并降低TCA循环中间产物、酰基肉碱和促炎氨基酸水平。此外，脂肪细胞中MLKL缺失还间接改善了肝脏脂质堆积和脂肪变性，体现出多器官代谢获益。

本研究主要采用了几类关键技术方法：一是利用脂肪细胞特异性Cre重组酶系统构建Mlkl条件性基因敲除小鼠模型，并在高脂饮食干预下进行表型分析；二是通过代谢笼系统监测能量消耗、呼吸商和活动量；三是进行口服葡萄糖耐量试验（oGTT）和胰岛素耐量试验（ITT）以评估葡萄糖稳态和胰岛素敏感性；四是对内脏白色脂肪组织（visWAT）和肝脏进行RNA测序（RNA-seq）和代谢组学（LC-MS）分析；五是通过体外3T3-L1前脂肪细胞模型进行MLKL回补实验，验证其对坏死性凋亡敏感性和脂肪形成的影响。所有动物实验均遵守欧洲动物实验伦理准则，样本来源于SPF级动物房条件下饲养的小鼠队列。

MLKL在脂肪细胞中驱动高脂饮食诱导的肥胖：

研究通过蛋白质印迹（WB）验证了在Mlkl^Adi-KO小鼠脂肪组织中MLKL蛋白水平显著降低。在高脂饮食喂养16周后，Mlkl^Adi-KO小鼠体重增加显著少于野生型（WT）对照，而正常饮食（NCD）下无差异。体成分分析显示，脂肪量减少是体重差异的主因，瘦体重无变化。该结果在不同批次实验中均得到重复验证。

MLKL在脂肪细胞中调控高脂饮食下的能量消耗：

通过间接热量测定系统发现，Mlkl^Adi-KO小鼠在光照和黑暗周期均表现出更高的能量消耗，且与摄食量和运动活性无关。呼吸交换比（RER）显示两组底物利用偏好无差异。值得注意的是，UCP1（解耦联蛋白1）介导的产热作用并非能量消耗增加的主要机制，因其mRNA和蛋白水平在两组间无显著差异，脂肪组织中也未出现多腔脂滴等“褐变”形态特征。这表明MLKL缺失可能通过增强脂质氧化和线粒体氧化能力而非经典产热途径提升能量代谢。

MLKL在脂肪细胞中驱动肥胖诱导的代谢功能障碍和胰岛素抵抗：

口服葡萄糖耐量试验显示，高脂饮食喂养的Mlkl^Adi-KO小鼠血糖曲线下面积（AUC）显著降低，胰岛素耐量试验也提示其胰岛素敏感性更强。尽管空腹血糖无差异，但空腹胰岛素水平和HOMA-IR指数均显著下降，且糖刺激后胰岛素分泌未出现代偿性升高，表明其胰岛素抵抗状态得到改善。

MLKL在脂肪细胞中改变高脂饮食下WAT的转录景观：

对内脏脂肪组织的RNA测序分析显示，高脂饮食下Mlkl^Adi-KO与WT小鼠转录组显著分离，而正常饮食下基因表达差异较小。差异表达基因中Gsta4（谷胱甘肽S-转移酶A4）表达显著上调，提示抗氧化应激和线粒体功能增强；Sgk1（血清和糖皮质激素诱导激酶1）和Cxcr4则明显下调，二者均与肥胖相关炎症和脂肪生成调控有关。KEGG富集分析显示，氧化磷酸化和产热通路基因上调，而NF-κB和趋化因子信号通路则下调，表明炎症反应受到抑制。

MLKL在脂肪细胞中改变高脂饮食下WAT的代谢物谱：

代谢组学分析显示，Mlkl^Adi-KO小鼠在高脂饮食下TCA循环中间产物（如富马酸和苹果酸）和部分氨基酸（如谷氨酸）水平下降，支链氨基酸（BCAA）中的缬氨酸和酰基肉碱（如C2和C12）也显著降低，这些代谢物与肥胖相关的胰岛素抵抗和脂质代谢紊乱密切相关，其减少提示脂质利用改善和代谢压力减轻。

MLKL在脂肪细胞中调节高脂饮食诱导的肝脏脂肪变性反应：

肝脏组织学分析和甘油三酯（TG）定量表明，Mlkl^Adi-KO小鼠肝脂肪变性显著减轻，TG水平下降约50%，在雌性小鼠中也观察到类似效果。肝脏转录组显示，HFD喂养的Mlkl^Adi-KO小鼠与WT小鼠差异显著，如Ip6k2（肌醇六磷酸激酶2）和Lpin1（lipin-1）等脂合成相关基因下调。KEGG分析提示脂肪酸生物合成和PPAR信号通路等脂代谢过程受到抑制。

瞬时MLKL回补恢复坏死性凋亡敏感性但未能维持脂肪细胞分化：

在Mlkl敲除的3T3-L1前脂肪细胞中通过电转染瞬时回补MLKL，可恢复其对坏死性凋亡刺激（TNF+BV6+ZVAD）的敏感性，但脂肪形成能力仅部分恢复，脂滴积累稀少，且MLKL表达在转染后迅速下降。Fabp4等脂肪生成标志物表达虽有提高，但未能达到野生型水平，说明MLKL的持续表达对完整脂肪分化过程至关重要。

本研究结论表明，脂肪细胞中MLKL缺失通过增强线粒体功能、减轻氧化应激和炎症反应，显著改善高脂饮食诱导的肥胖和代谢功能障碍。这些效应不仅局限于脂肪组织，还通过跨器官对话惠及肝脏，减少脂肪变性和脂质堆积。此外，MLKL还直接参与脂肪生成调控，其缺失影响关键转录网络和代谢通路。

讨论部分强调，MLKL作为肥胖和代谢性疾病的新治疗靶点，其作用远超经典的坏死性凋亡执行分子，涉及转录调控、RNA稳定性和代谢信号网络等多重功能。研究人员建议未来研究利用条件性过表达模型和细胞特异性操作手段，进一步揭示MLKL在代谢调控中的时空动态和机制细节。该研究为理解肥胖及相关代谢疾病的发生机制提供了重要理论依据，也为MLKL靶向治疗策略的开发奠定了坚实基础。