米拉贝隆通过减少脂肪组织肌成纤维细胞和CXCR2表达改善肥胖代谢的新机制

《Molecular Medicine》：Mirabegron treatment reduces myofibroblasts and CXCR2 expression in adipose tissue in obesity

本研究针对肥胖相关代谢紊乱，探讨了β3-AR激动剂米拉贝隆对皮下白色脂肪组织(SC WAT)的调控机制。通过RNA测序和免疫组化分析，发现米拉贝隆治疗可显著降低脂肪组织肌成纤维细胞数量并抑制NK细胞CXCR2表达，体外实验证实其通过抑制TGFβ诱导的间充质转化通路发挥作用。该研究为改善肥胖患者葡萄糖稳态提供了新的治疗靶点。

　　

随着全球肥胖患病率的持续攀升，与之相关的代谢性疾病已成为重大公共卫生挑战。肥胖状态下白色脂肪组织(WAT)的功能失调表现为慢性低度炎症、纤维化及免疫细胞浸润，这些病理改变直接导致胰岛素抵抗和β细胞功能受损。尽管棕色脂肪组织(BAT)和米色脂肪的活化被证实能改善代谢，但针对肥胖人群的有效干预手段仍显不足。近年来，选择性β₃-肾上腺素能受体(β₃-AR)激动剂米拉贝隆展现出改善葡萄糖稳态的潜力，然而其具体作用机制尚未完全阐明。

在这项发表于《Molecular Medicine》的研究中，Finlin团队基于前期临床发现——米拉贝隆治疗能改善肥胖患者胰岛素敏感性和β细胞功能且不依赖体重减轻或BAT活化，进一步深入探索了药物对皮下白色脂肪组织(SC WAT)的分子调控机制。研究人员通过对米拉贝隆治疗前后的肥胖患者大腿SC WAT活检样本进行RNA测序分析，结合生物信息学富集分析，意外发现间充质转化相关通路基因表达发生显著改变。为验证这一发现，团队采用多重免疫荧光染色技术，首次在人体脂肪组织中精准鉴定肌成纤维细胞（通过波形蛋白(vimentin)和α-平滑肌肌动蛋白(ASMA)共定位），并证实米拉贝隆治疗使脂肪组织肌成纤维细胞数量降低约1.5倍。

尤为重要的是，研究发现肌成纤维细胞密度与肥胖程度呈正相关（r=0.54, P<0.001），且与β细胞功能指标（处置指数）呈负相关（r=-0.41, P<0.01），这为理解脂肪组织纤维化与全身代谢紊乱的关联提供了直接证据。机制探讨方面，通过体外人类脂肪细胞分化模型，证实米拉贝隆可通过抑制TGFβ诱导的转录因子Snail表达，阻断脂肪细胞向肌成纤维细胞的转分化过程。

同时，研究还发现米拉贝隆显著下调炎症趋化因子受体CXCR2的表达。通过单细胞测序数据库筛选及免疫荧光共定位，首次揭示CXCR2主要表达于脂肪组织自然杀伤(NK)细胞表面。尽管米拉贝隆不改变NK细胞数量，但能特异性降低其CXCR2表达水平（1.4倍），提示药物可能通过调节NK细胞表型发挥抗炎作用。

本研究主要采用以下关键技术方法：对13名肥胖患者（平均BMI 32.4）治疗前后大腿SC WAT活检样本进行RNA测序和生物信息学分析；通过免疫组化双标技术精准量化组织内肌成纤维细胞和CXCR2+NK细胞；利用体外分化的人源脂肪干细胞(ADHASC)模型进行TGFβ信号通路机制验证。

SC WAT mRNA表达分析

RNA测序结果显示，米拉贝隆治疗后共有173个基因发生显著改变（FDR<0.05，倍数变化>1.5）。基因集富集分析(GSEA)识别出四个与间充质转化相关的基因集在基线组显著富集，提示米拉贝隆可能抑制脂肪组织纤维化进程。

米拉贝隆治疗减少脂肪组织肌成纤维细胞

通过优化免疫荧光染色方案（排除血管周细胞和巨噬细胞干扰），研究发现米拉贝隆治疗使大腿SC WAT肌成纤维细胞/脂肪细胞比值显著降低（P<0.001），腹部SC WAT也呈现相同趋势。值得注意的是，这种减少独立于 adipocyte size变化，提示是特异性作用。

脂肪组织肌成纤维细胞与肥胖负相关且与β细胞功能负相关

扩大样本分析（n=41）显示，肥胖组（BMI>30）肌成纤维细胞密度显著高于瘦组（P<0.05）。线性回归分析进一步揭示肌成纤维细胞密度与处置指数呈显著负相关，为脂肪组织纤维化影响β细胞功能提供了临床证据。

米拉贝隆治疗通过抑制Snail表达阻断脂肪细胞间充质转化

体外实验证实，米拉贝隆（100 nM）可显著抑制TGFβ2（5 ng/mL）诱导的ASMA蛋白表达（P<0.01）。同时，米拉贝隆治疗使患者脂肪组织及体外模型中Snail mRNA表达均下降约2倍（P<0.01），明确了药物通过调控关键转录因子抑制间充质转化的分子机制。

CXCR2表达分析

RT-PCR验证米拉贝隆显著降低CXCR2（1.7倍）和CXCR1（1.4倍）mRNA表达（P<0.05）。通过人类蛋白质图谱数据库筛选，发现CXCR2主要富集于NK细胞。

米拉贝隆治疗降低NK细胞CXCR2表达

免疫荧光共定位显示，米拉贝隆治疗虽不改变CD158d+ NK细胞数量，但使表达CXCR2的NK细胞比例显著降低（P<0.05），表明药物可调节NK细胞向低炎症表型转化。

总结

本研究首次揭示米拉贝隆通过双重机制改善肥胖脂肪组织功能障碍：一方面抑制脂肪细胞间充质转化进而减少肌成纤维细胞积聚，另一方面调节NK细胞趋化因子受体表达改善局部炎症微环境。这些发现不仅解释了β₃-AR激动剂改善葡萄糖稳态的新机制，还为治疗肥胖相关代谢疾病提供了新的靶点策略。

研究结论强调，肌成纤维细胞密度作为评估脂肪组织功能的新生物标志物，其与β细胞功能的负相关性提示脂肪-胰腺轴交流的重要性。尽管研究存在样本量有限、缺乏安慰剂对照等局限性，但首次在人体证实β₃-AR激动剂直接调控脂肪组织纤维化和免疫细胞功能的双重作用，为开发针对脂肪组织重构的代谢性疾病治疗策略奠定了重要基础。未来研究需进一步阐明肌成纤维细胞影响β细胞功能的具体分子机制，以及CXCR2表达下调对NK细胞功能的精确影响。