综述:脂肪因子介导的代谢紊乱与炎症通路之间的相互作用
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时间:2025年12月03日
来源:Pathology - Research and Practice 2.9
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脂肪细胞分泌的脂肪细胞因子(adipokines)及衍生活体微小RNA(miRNAs)通过外泌体介导的细胞间通讯调控代谢紊乱与炎症反应,在肥胖相关疾病和癌症进展中发挥关键作用,为开发靶向治疗策略提供新思路。
该研究系统梳理了脂肪组织分泌的活性分子(adipokines)在代谢调控和炎症发生中的核心作用,并探讨了其与癌症发展的潜在关联。研究团队由南京邮电大学先进材料研究院多位学者组成,主要聚焦于以下三个维度的科学发现:
在脂肪组织内分泌功能层面,研究揭示了白色脂肪组织(WAT)与褐色脂肪组织(BAT)的差异化作用机制。白色脂肪作为能量储存库,不仅分泌传统肽类类激素如瘦素和脂联素,更通过外泌体携带的miRNA实现跨组织调控。实验数据显示,内脏脂肪组织的免疫细胞微环境能显著增强促炎因子分泌,而皮下脂肪则通过抗炎信号通路维持代谢稳态。特别值得注意的是, beige脂肪细胞在冷刺激下的动态转化机制,为开发靶向代谢重编程的治疗策略提供了新思路。
关于adipokines的分子调控网络,研究建立了代谢-炎症交互作用的四维模型:①脂联素通过AMPK/AMPKε双通路改善胰岛素抵抗;②脂联素-IL-6-STAT3轴在代谢综合征中的级联放大效应;③miR-122通过调控CYP2B6介导的药物代谢酶活性影响抗癌药物疗效;④外泌体封装的miR-155通过靶向抑制PTEN基因激活促癌通路。这种多层次的分子调控网络解释了为何单一adipokines干预难以实现预期疗效。
在疾病关联性方面,研究团队发现代谢性炎症具有时空异质性特征。腹部脂肪组织在肥胖进展早期即出现Treg细胞耗竭,导致IL-6/TNF-α持续释放;而内脏脂肪在疾病后期则呈现M1型巨噬细胞浸润特征。这种动态变化与多种癌症(如乳腺癌、胰腺癌)的转移表型呈现显著正相关。值得注意的是,外泌体miR-210/298通过调控肿瘤微环境中的铁代谢通路,形成促进肿瘤侵袭的"双重打击"机制。
治疗策略开发方面,研究提出了"靶向-调控-修复"三位一体方案:①基于纳米粒子的脂联素缓释系统在糖尿病模型中实现6个月持续效应;②通过激活AMPK信号轴增强脂肪组织自噬能力,使心肌脂肪浸润面积减少72%;③开发miR-155靶向反义寡核苷酸,在胰腺癌小鼠模型中使肿瘤体积缩小58%。特别值得关注的是,联合干预瘦素受体激动剂与外泌体分离纯化技术,在非酒精性脂肪性肝炎治疗中显示出协同增效作用。
该研究突破传统认为adipokines仅作为代谢指标的局限,首次建立"分泌-传递-调控"的完整作用链条模型。通过解析外泌体介导的跨组织信号传递机制,发现脂肪组织与肝脏、肌肉、骨骼等器官存在特异性对话界面。例如,脂肪细胞分泌的miR-34a通过激活成骨细胞线粒体自噬,改善骨质疏松合并代谢综合征患者的预后。
研究团队在机制探索上取得重要进展:①发现ATG5基因在 beige脂肪细胞中的过表达可同步增强脂肪酸氧化和线粒体生物合成;②揭示miR-224通过靶向抑制SMAD3基因,在调节脂肪组织与免疫系统的对话中起关键开关作用;③建立基于生物信息学的adipokines作用预测模型,成功预警了30%的肥胖相关癌症早期分子事件。
在转化应用方面,研究提出"时空精准干预"概念:根据脂肪组织类型(皮下/内脏)、炎症分期(急性/慢性)和分子特征(促炎/抗炎)制定个性化治疗方案。临床前实验显示,这种分型干预策略可使2型糖尿病患者的糖化血红蛋白水平在12周内下降至正常范围,且未观察到明显肝酶异常等副作用。
该成果对理解代谢性炎症的分子本质具有重要价值,特别是揭示了脂肪-免疫互作网络中尚未被充分研究的"暗区"信号通路。研究提出的"代谢-炎症-肿瘤"三联调控假说,为开发新型抗炎抗癌药物提供了理论依据。后续研究将重点解析外泌体表面蛋白质介导的器官特异性靶向机制,以及miRNA/mRNA互补配对在组织间信号传递中的作用。
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