通过DPP4/GLP-1通路耗竭髓系来源的Zbtb46+细胞改善肥胖中的血糖控制

《Journal of Advanced Research》：Depletion of myeloid-derived Zbtb46+ cells improves glycemic control in obesity via the DPP4/GLP-1 pathway

本研究聚焦于肥胖状态下脂肪组织免疫细胞调控血糖稳态的机制难题。研究人员通过特异性耗竭髓系来源的Zbtb46+树突状细胞（ATDCs），发现其可通过DPP4/GLP-1/GLP-1R轴非炎症性改善血糖稳态，为肥胖相关代谢疾病的治疗提供了新靶点。

　　

在当今社会，肥胖已成为全球性的健康挑战，它不仅影响体型，更会引发一系列代谢紊乱，其中血糖控制失常尤为突出。脂肪组织（Adipose Tissue, AT）作为重要的代谢器官，其内部免疫细胞的动态变化在肥胖相关的代谢调控中扮演着关键角色。长期以来，慢性炎症被认为是连接肥胖与胰岛素抵抗的核心环节，脂肪组织中的免疫细胞，特别是那些具有促炎特性的细胞，被认为是破坏血糖稳态的“元凶”。然而，一个令人困惑的现象是，临床上针对炎症介质的治疗策略对2型糖尿病患者的疗效却十分有限。这一矛盾提示我们，在炎症通路之外，可能还存在其他重要的、由免疫细胞介导的血糖调控机制。

在脂肪组织的众多免疫细胞中，树突状细胞（Dendritic Cells, DCs）作为连接先天与适应性免疫的“哨兵”，其功能日益受到关注。传统观点认为，脂肪组织树突状细胞（ATDCs）在肥胖中主要通过促进炎症反应来加剧代谢紊乱。然而，由于研究技术的限制，例如常用的CD11c标记在肥胖状态下会在ATDCs和脂肪组织巨噬细胞（ATMs）中均有表达，使得精确区分这两类细胞的功能变得异常困难，导致对ATDCs在已形成肥胖状态下的具体作用，尤其是其非炎症功能，理解甚少。为了解决这一难题，并深入探究ATDCs在肥胖中调控血糖稳态的真实面貌，一项发表在《Journal of Advanced Research》上的研究应运而生。

为了精准揭示ATDCs的功能，研究人员采用了骨髓嵌合体Zbtb46-DTR小鼠模型，该模型能通过白喉毒素（DT）诱导特异性耗竭髓系来源的Zbtb46⁺细胞（主要包括经典树突状细胞cDC1、cDC2及其前体），从而有效避免全身性基因敲除可能带来的发育缺陷。同时，研究还构建了树突状细胞特异性Dpp4基因敲除（DC-Dpp4KO）小鼠。通过高脂饮食（HFD）诱导小鼠肥胖模型，结合葡萄糖耐量试验（OGTT）、胰岛素敏感性检测、流式细胞术、酶联免疫吸附测定（ELISA）、免疫荧光、免疫印迹以及单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析人类内脏脂肪组织（VAT）样本等多种技术手段，系统评估了耗竭ATDCs对肥胖小鼠代谢表型、免疫微环境及关键分子通路的影响。

可诱导耗竭髓系来源的Zbtb46⁺细胞改善肥胖诱导的代谢功能障碍

研究人员首先成功构建了骨髓嵌合体Zbtb46-DTR小鼠模型，并在高脂饮食诱导的肥胖小鼠中进行白喉毒素处理，结果证实该处理能特异性且高效地耗竭脂肪组织中的Zbtb46⁺ ATDCs。代谢表型分析显示，耗竭ATDCs显著降低了肥胖小鼠的体重、附睾白色脂肪组织（eWAT）重量和肝脏重量，并减少了食物摄入量。更重要的是，耗竭ATDCs显著改善了肥胖小鼠的血糖稳态，表现为空腹和餐后血糖水平降低，葡萄糖耐量增强。机制上，这种改善与脂肪组织胰岛素敏感性增强以及葡萄糖刺激的胰岛素分泌（GSIS）增加密切相关，同时伴随着胰腺β细胞面积的增大和胰岛素荧光强度的增强。

可诱导耗竭髓系来源的Zbtb46⁺细胞增加肠促胰岛素水平并降低DPP4活性

为进一步探究胰岛素分泌增加的机制，研究人员检测了代谢激素水平。发现耗竭ATDCs后，肥胖小鼠餐后血浆总GIP和总GLP-1水平显著升高。然而，对肠道L细胞的深入分析表明，GLP-1阳性细胞的数量和免疫反应性均未发生改变，离体肠道培养实验也证实GLP-1的合成未受影响。相反，研究人员观察到循环中的DPP4（二肽基肽酶4）浓度及其酶活性在耗竭组小鼠中显著降低。DPP4是快速降解GLP-1的关键酶，其活性下降必然导致活性GLP-1水平升高。这表明，ATDCs耗竭后GLP-1水平的升高并非源于其合成增加，而是由于降解减少。

可诱导耗竭髓系来源的Zbtb46⁺细胞后的代谢和葡萄糖谱改善并非由AT的炎症状态介导

一个有趣的发现是，尽管完全耗竭ATDCs改善了血糖，但却伴随着脂肪组织巨噬细胞（ATMs）的积聚增加，包括促炎和抗炎亚型，脂肪组织中炎症因子基因表达也上调。为了排除炎症变化的干扰，研究人员建立了竞争性骨髓移植模型，实现ATDCs的部分耗竭（约50%），此条件下ATM积聚和炎症状态与对照组无异。令人惊讶的是，部分耗竭ATDCs同样能显著改善葡萄糖稳态、增强胰岛素分泌并升高GLP-1水平。这强有力地证明，ATDCs耗竭带来的代谢益处是独立于脂肪组织炎症状态的。

Zbtb46⁺细胞耗竭小鼠的急性体重减轻不影响全身葡萄糖稳态，但增强组织胰岛素敏感性

为了区分代谢改善是ATDCs耗竭的直接效应还是继发于体重减轻，研究设置了配对喂养实验。通过热量限制使对照组小鼠体重降至与ATDCs耗竭组相当，但体重匹配的对照组小鼠并未出现血糖稳态的改善，其胰腺β细胞面积也无变化。虽然急性体重减轻本身也能改善脂肪组织、肝脏和肌肉的胰岛素敏感性，但全身血糖控制的改善 specifically 依赖于ATDCs的耗竭。这表明ATDCs耗竭对血糖的控制作用独立于体重的急性变化。

脂肪组织树突状细胞（ATDCs）有助于Zbtb46⁺细胞耗竭小鼠DPP4活性的降低

接下来，研究探寻了DPP4活性降低的组织和细胞来源。发现肥胖状态下，DPP4在附睾白色脂肪组织（eWAT）的表达和活性显著升高，而在其他组织如肝脏中变化不显著。耗竭ATDCs后，仅eWAT的DPP4表达和活性显著下降。流式细胞术分析进一步揭示，在eWAT的基质血管组分（SVCs）中，ATDCs是DPP4高表达（DPP4^hi）的主要免疫细胞群体，其表达量在肥胖状态下进一步增加。对来自肥胖患者的 visceral adipose tissue (VAT) 的单细胞RNA测序分析和免疫荧光染色结果与小鼠数据一致，均显示树突状细胞是DPP4的重要来源。直接检测分选出的ATDCs和ATMs也证实，肥胖ATDCs的DPP4表达和分泌能力显著增强。耗竭ATDCs后，eWAT中ATDCs的DPP4表达特异性降低，而其他细胞类型无变化。这些结果确立了ATDCs是肥胖内脏脂肪中DPP4的主要细胞来源。

增强的GLP-1/GLP-1受体信号传导改善了Zbtb46⁺细胞耗竭小鼠的葡萄糖耐量

为了确认GLP-1信号通路的关键作用，研究使用了GLP-1受体（GLP-1R）拮抗剂Exendin-9（Ex-9）。结果显示，阻断GLP-1R后，ATDCs耗竭所带来的葡萄糖耐量改善效应被完全取消，同时餐后胰岛素水平的升高也被逆转。这表明GLP-1/GLP-1R通路是ATDCs耗竭后改善血糖控制所必需的。

DCs中的DPP4调控GLP-1诱导的胰岛素分泌

最后，为了直接证明ATDCs来源的DPP4在调控GLP-1信号中的作用，研究人员构建了树突状细胞特异性Dpp4基因敲除（DC-Dpp4KO）小鼠。与Zbtb46⁺细胞耗竭表型一致，DC-Dpp4KO肥胖小鼠表现出循环DPP4活性和浓度降低、葡萄糖耐量改善、胰岛素分泌增强、胰腺β细胞面积增大以及餐后GLP-1水平升高，而体重无差异。这一结果直接证实了树突状细胞（主要是ATDCs）来源的DPP4在肥胖状态下调控GLP-1活性及胰岛素分泌中的核心作用。

研究结论与意义

本研究首次利用可诱导的特异性细胞耗竭模型，揭示了在已形成的肥胖状态下，脂肪组织树突状细胞（ATDCs）通过一种非炎症性的新机制调控血糖稳态。研究结果表明，耗竭髓系来源的Zbtb46⁺细胞（主要是ATDCs）能显著改善肥胖相关的血糖控制，这一效应独立于体重减轻和脂肪组织炎症状态的变化。其核心机制在于：ATDCs是肥胖内脏脂肪中DPP4的主要表达细胞，耗竭ATDCs导致局部及全身DPP4活性下降，从而减少了其对GLP-1的降解，使得活性GLP-1水平升高；升高的GLP-1通过激活其受体（GLP-1R），进而增强葡萄糖刺激的胰岛素分泌，最终改善全身葡萄糖稳态。树突状细胞特异性Dpp4基因敲除实验直接验证了ATDCs来源的DPP4在此通路中的关键作用。

这项研究的突破性意义在于：首先，它挑战了ATDCs主要通过促炎作用恶化代谢的传统观点，揭示其在肥胖晚期的一个重要非炎症性代谢调控功能。其次，它首次明确将ATDCs确定为肥胖内脏脂肪中调控全身DPP4/GLP-1轴的关键细胞来源，为理解DPP4的体内调控提供了新视角。最后，该研究鉴定出ATDCs及其表达的DPP4是治疗肥胖和相关代谢疾病（如2型糖尿病）的潜在新靶点。鉴于GLP-1受体激动剂和DPP4抑制剂已是成熟的降糖药物，针对特定免疫细胞亚群（如ATDCs）进行干预，可能为实现更精准、高效的代谢疾病治疗策略开辟新的道路。