Purmorphamine通过增强分泌素激活的棕色脂肪产热发挥抗肥胖作用

《Cell Reports》：Purmorphamine exerts anti-obesity effects by enhancing secretin-activated brown fat thermogenesis

本研究针对肥胖治疗中缺乏长效分泌素(SCT)激动剂的难题，发现小分子化合物Purmorphamine可作为SCT受体(SCTR)的正向变构调节剂，通过协同增强SCT-SCTR-cAMP-PKA信号通路，显著促进棕色脂肪组织(BAT)产热和脂解，在不抑制食欲的情况下有效改善饮食诱导肥胖(DIO)小鼠的代谢紊乱，为开发新型抗肥胖药物提供了重要理论依据。

　　

在全球肥胖流行日益严峻的背景下，寻找安全有效的抗肥胖策略成为代谢性疾病研究的重要方向。虽然减肥手术效果显著，但其侵入性和风险限制了广泛应用。胃肠激素通路作为调节能量平衡的关键靶点备受关注，其中分泌素(SCT)作为首个被发现的胃肠激素，因其双重调控食欲抑制和能量消耗的作用而重新引起研究者兴趣。然而，SCT的临床应用面临重大挑战：天然SCT血浆半衰期仅4分钟，而工程化肽类类似物存在口服生物利用度差、免疫原性风险等问题。

由深圳大学医学部张凤伟和香港大学鄒國昌共同领导的研究团队在《Cell Reports》发表的研究发现，小分子化合物Purmorphamine能够通过增强分泌素激活的棕色脂肪产热机制，有效对抗肥胖代谢紊乱。这一发现为开发新型抗肥胖疗法提供了新思路。

研究人员采用的主要技术方法包括：建立饮食诱导肥胖(DIO)小鼠模型进行长期药物干预实验；通过间接热量测定系统评估能量代谢变化；利用T37i棕色前脂肪细胞系进行体外机制研究；采用线粒体压力测试分析细胞呼吸功能；通过慢病毒介导的基因敲降技术验证靶点特异性。

慢性Pur处理减轻DIO小鼠体重

研究人员首先探究了Pur对能量代谢的急性与慢性影响。在16周龄DIO小鼠中，每日一次或两次口服Pur(10 mg/kg)持续4周，结果显示Pur处理显著降低了体重增加，最终体重分别比对照组减少12.5%和18.3%。值得注意的是，Pur处理并未影响小鼠的累积日摄食量，表明体重减轻并非由能量摄入变化引起。体成分分析显示Pur处理显著增加了瘦肉百分比，降低了脂肪百分比，表明体成分发生有利改变。这些效应在雌性DIO小鼠中也得到一致观察。

慢性Pur处理减少肥胖并改善脂质谱

对器官和脂肪重量的分析发现，Pur处理显著降低了DIO小鼠的肝脏重量。肝组织H&E染色显示，接受Pur处理的小鼠肝细胞更小，油红O染色定量分析证实Pur处理显著减少了肝脏脂质积累。此外，Pur处理显著降低了皮下白色脂肪组织(sWAT)和附睾白色脂肪组织(eWAT)的重量，并减小了脂肪细胞大小。血清学分析显示，Pur处理降低了甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和游离脂肪酸(FFA)水平，同时提高了高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平。

Pur处理增加DIO小鼠能量消耗

为探究Pur诱导体重减轻是否与能量消耗增加相关，研究人员检测了肩胛间棕色脂肪组织(iBAT)功能。发现Pur处理显著降低了iBAT重量，组织学显示Pur处理恢复了多腔脂肪细胞形态，减小了脂滴大小。iBAT中线粒体DNA(mtDNA)含量增加，解偶联蛋白1(Ucp1)表达显著上调，产热或线粒体功能相关基因(Ucp1、TFAM、Pgc1α、Dio2、Cox8b)表达上调。间接热量测定显示Pur给药显著增加了暗周期的二氧化碳产量(VCO₂)、氧气消耗量(VO₂)和能量消耗。急性Pur处理显著提高了肩胛间温度，在急性冷挑战测试(5°C)中，Pur处理的DIO小鼠比对照组维持更高的直肠(核心)和肩胛间温度。重要的是，在热中性条件(30°C)下去甲肾上腺素挑战试验证实，慢性Pur处理提高了DIO小鼠的最大产热能力。

Pur在体外对SCTR信号通路表现出激动作用

利用T37i小鼠棕色前脂肪细胞系研究发现，SCT刺激导致分化T37i细胞中相对细胞内cAMP水平呈剂量依赖性增加，EC₅₀为3.6 nM。单独应用Pur不影响cAMP水平，但当SCT与0.01-1μM Pur共同处理时，最大反应(E_max)分别增加到146.5%、259.4%和287.4%。Western blot结果显示，SCT上调了蛋白激酶A(PKA)和磷酸化cAMP反应元件结合蛋白(p-CREB)的表达，而Pur单独无作用。SCT和Pur共同处理导致PKA和p-CREB水平相比单独SCT产生协同增加。

Pur通过SCTR增强SCT在棕色脂肪细胞中的产热作用

线粒体应激测定评估分化T37i细胞的线粒体呼吸功能，发现SCT处理显著增加了基础、解偶联和最大呼吸条件下的耗氧率(OCR)，Pur单独不影响OCR，但SCT和Pur共同处理在这些条件下产生OCR的协同增加。iBAT外植体的药物刺激OCR显示相似趋势。SCT处理显著增加产热基因mRNA水平，Pur单独不影响这些基因表达，但SCT和Pur共同处理导致这些基因表达更高。慢病毒介导的SCTR敲降实验显示，SCTR敲降低了基础、解偶联和最大线粒体呼吸水平以及产热基因表达，且Pur和SCT共同处理的协同增效作用在ShSCTR组中被完全消除。

Pur增强SCT诱导的棕色脂肪细胞脂解

考虑到脂解为Ucp1介导的产热提供游离脂肪酸，研究人员评估了Pur对脂解通路的影响。发现Pur和SCT共同处理显著提高了磷酸化激素敏感性脂肪酶(p-HSL)水平，而脂肪甘油三酯脂酶(ATGL)表达未改变。功能上，SCT剂量依赖性刺激甘油释放(脂解衡量指标)，Pur单独无脂解活性，但显著增强了SCT诱导的甘油释放。

本研究首次阐明Pur作为SCTR的小分子调节剂，通过增强SCT激活的BAT产热有效对抗DIO，且不依赖SNS输入或热量限制。这些发现不仅阐明了一个先前未被认识的抗肥胖机制，还将Pur定位为开发靶向SCTR信号通路新型疗法的先导化合物。未来优化此类化合物并验证其临床潜力，可能为对抗肥胖及其相关代谢疾病开辟新途径。研究同时指出，尽管Pur在治疗剂量下安全性良好，但仍需进行延长持续时间研究和全面毒理学评估以完全建立安全特征。开发对SCTR选择性高于Hh通路活性的Pur衍生物可能减轻信号串扰和潜在脱靶效应。