瘦素与PPARγ互作介导肥胖驱动的类风湿关节炎Th17细胞分化机制研究

本研究聚焦肥胖与类风湿关节炎（RA）的复杂关联，揭示脂肪因子瘦素（leptin）通过与过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）相互作用促进Th17细胞分化的新机制。研究人员通过临床队列分析、高脂饮食诱导肥胖动物模型及基因缺陷小鼠实验，证实leptin（而非肥胖本身）是加剧RA炎症的关键因子，为肥胖相关RA的靶向治疗提供了理论依据和潜在新策略。

　　

在慢性自身免疫疾病领域，类风湿关节炎（Rheumatoid Arthritis, RA）犹如一个顽固的谜题，其发病机制错综复杂，而肥胖作为全球流行病，与RA的关联更是扑朔迷离。一方面，流行病学数据显示肥胖会使女性患RA的风险增加1.65倍，并与更严重的疼痛、更差的生活质量相关；另一方面，却又存在所谓的“肥胖悖论”——较高的体重指数（Body Mass Index, BMI）似乎对血清阳性RA患者的放射学关节破坏具有保护作用。这种矛盾现象提示，传统的BMI指标可能无法充分反映代谢失调的本质，其背后的免疫代谢调控机制已成为前沿热点。

为了揭开肥胖与RA之间的神秘面纱，中国医科大学附属第一医院中医科的研究团队将目光投向了脂肪组织分泌的关键信号分子——瘦素（Leptin）。Leptin作为一种促炎脂肪因子，已被证实能刺激巨噬细胞释放肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α, TNF-α）、白介素-6（Interleukin-6, IL-6）等炎症因子，并通过JAK/STAT等信号通路参与免疫调节。与此同时，另一个核心调控因子——过氧化物酶体增殖物激活受体γ（Peroxisome Proliferator-Activated Receptor γ, PPARγ）在脂质葡萄糖代谢和炎症中扮演着关键角色。然而，leptin与PPARγ这两个关键分子在RA发病过程中是否存在对话，又如何共同调控辅助性T细胞17（T Helper 17, Th17）这一RA致病关键细胞的分化，尚不清楚。

在这项发表于《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》的研究中，研究人员通过多维度实验设计揭示了leptin-PPARγ相互作用驱动Th17细胞分化的新机制，证实leptin（而非肥胖本身）是肥胖加剧RA病理进展的关键分子。

研究人员综合运用了临床队列分析、动物模型构建、分子生物学技术和计算生物学模拟等关键技术方法。临床研究纳入中国医科大学附属第一医院80例RA患者（40例肥胖，40例非肥胖），检测血清指标和临床评分。动物实验使用DBA/1小鼠建立高脂饮食（High-Fat Diet, HFD）诱导肥胖和胶原诱导性关节炎（Collagen-Induced Arthritis, CIA）模型，并利用leptin基因缺陷（ob/ob）小鼠和野生型C57BL/6小鼠进行基因功能研究。技术层面涉及蛋白质免疫印迹（Western Blot）、酶联免疫吸附测定（ELISA）、流式细胞术、免疫组化/免疫荧光、免疫共沉淀（Co-Immunoprecipitation, CO-IP）、分子对接和分子动力学（Molecular Dynamics, MD）模拟等。

3.1. Association between obesity, leptin, and disease activity in RA patients

通过对80例RA患者的分析发现，肥胖RA患者（BMI≥25 kg/m²）体脂百分比、血清TNF-α水平、血沉（ESR）、视觉模拟评分（VAS）和疾病活动度评分（DAS28）均显著高于非肥胖RA患者。更重要的是，肥胖RA患者血清leptin水平明显升高，且与炎症指标和疾病活动度呈正相关，提示leptin可能与肥胖相关RA的疾病活动密切相关。

3.2. Obesity aggravates joint inflammation and destruction in CIA Mice, correlated with enhanced leptin secretion

在高脂饮食诱导的肥胖CIA小鼠模型中，肥胖显著加重了关节炎严重程度，表现为关节炎指数（Arthritis Index, AI）评分升高、关节病理损伤和骨破坏加剧。同时，肥胖CIA小鼠血清和关节组织中leptin表达显著上调，且leptin水平与Lee's指数、AI评分和TNF-α水平呈正相关，表明肥胖通过促进leptin分泌加剧RA进展。

3.3. Leptin deficiency reduces joint inflammation in obese CIA mice, while leptin supplementation exacerbates joint inflammation

研究的关键发现在于：leptin缺陷的ob/ob小鼠虽然肥胖，但CIA诱导后关节炎症状显著减轻，炎症因子TNF-α表达降低，关节病理损伤轻微。而外源性leptin补充则能够逆转这种保护效应，使ob/ob小鼠恢复严重的关节炎表型。在野生型小鼠中，额外补充leptin也会加重CIA病情。这些结果证明leptin（而非肥胖本身）是驱动RA炎症的关键因子。

3.4. Leptin promotes Th17 cell differentiation and participates in RA progression

机制探索发现，leptin缺陷的ob/ob小鼠脾脏和关节中Th17细胞比例显著降低，而外源性leptin处理可促进CD4⁺ T细胞向Th17细胞分化。在体内实验中，ob/ob CIA小鼠脾脏Th17细胞比例降低，关节组织中维甲酸相关孤儿受体γt（Retinoic acid receptor-related Orphan Receptor γt, RORγt）和IL-17表达下降；leptin补充则恢复了Th17细胞比例和炎症因子表达，表明leptin通过促进Th17细胞分化参与RA发病。

3.5. The impact of leptin on myeloid cell lineages and leukocyte infiltration

研究还发现leptin影响髓系细胞和淋巴细胞浸润。在CIA模型中，leptin增加了脾脏和关节中中性粒细胞（CD11b⁺Ly6G⁺）、巨噬细胞（CD11b⁺F4/80⁺）、T细胞（CD45⁺CD4⁺）和B细胞（CD45⁺CD19⁺）的比例，提示leptin可能通过调控多种免疫细胞浸润加剧关节炎。

3.6. Leptin Influences Th17 cell differentiation through interaction with PPARγ

最引人注目的是，研究人员通过蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析发现leptin与PPARγ存在潜在相互作用。分子对接和分子动力学模拟显示leptin与PPARγ能够形成稳定复合物，结合自由低达-71.18 kcal/mol。免疫共沉淀实验证实了在CIA小鼠脾脏中leptin与PPARγ存在结合作用。体外实验进一步显示，在Th17细胞分化过程中，leptin与PPARγ共定位，提示leptin可能通过与PPARγ相互作用调控RORγt表达和Th17细胞分化。

这项研究通过临床与基础实验相结合，首次揭示了leptin-PPARγ相互作用在肥胖相关RA中的关键作用。研究结果表明，肥胖状态下升高的leptin（而非肥胖本身）通过与PPARγ相互作用促进Th17细胞分化，从而加剧RA的炎症反应和关节破坏。这一发现不仅深化了对肥胖与RA复杂关系的理解，而且为靶向leptin-PPARγ轴治疗肥胖相关RA提供了新的理论依据和治疗策略。尽管研究存在临床样本量有限、leptin昼夜节律作用未充分探索等局限性，但其揭示的机制为未来开发针对代谢-免疫交叉对话的新型疗法指明了方向，对改善肥胖RA患者的治疗预后具有重要意义。