脂肪祖细胞外泌体抑制巨噬细胞 M1 极化缓解中年肥胖:miR-145-5p 的关键作用

《Nature Communications》:

【字体: 时间:2025年03月21日 来源:Nature Communications

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  中年肥胖问题日益严峻,其分子机制却未明晰。华中科技大学同济医学院等研究人员围绕脂肪祖细胞(APCs)展开研究,发现 APCs 分泌的细胞外囊泡(EVs)中 miR-145-5p 减少,致使肥胖。该成果为治疗中年肥胖提供新靶点,意义重大。

  在全球范围内,肥胖问题愈发严重,尤其是中年群体。中年肥胖不仅影响生活质量,还与多种慢性疾病密切相关,如心血管疾病、糖尿病等,严重威胁着人们的健康。更令人担忧的是,尽管中年肥胖的危害已被广泛认知,但其中的分子机制却一直如同迷雾,未被清晰揭示。在此背景下,为了深入探究中年肥胖的发病机制,寻求有效的干预靶点,华中科技大学同济医学院、贝勒医学院等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。研究成果发表在《Nature Communications》上,为该领域带来了新的曙光。
研究人员主要运用了单细胞 RNA 测序(single-nucleus RNA sequencing,snRNA-seq)、RNA 测序(RNA-seq)以及脂质体靶向递送等关键技术。研究样本来自不同年龄的小鼠和人类,涵盖了正常饮食且体重正常的个体。

研究结果如下:

  1. 中年小鼠易肥胖与白色脂肪组织(WAT)功能改变有关:研究人员通过对 3 个月大(相当于人类 20 岁)和 12 个月大(相当于人类 43 岁)的小鼠进行实验,给它们喂食标准饲料或高脂肪饮食(HFD)4 周。结果发现,中年小鼠在 HFD 喂养后体重增加更明显,且出现葡萄糖耐受受损、胰岛素敏感性降低等问题。进一步研究表明,WAT 是导致中年肥胖风险增加的主要代谢器官。
  2. 中年 APCs 来源的 EVs 维持脂肪免疫稳态的能力降低:通过 snRNA-seq 分析,研究人员发现 APCs 是中年 WAT 中功能改变最显著的细胞亚群。与年轻 APCs 相比,中年 APCs 表现出更严重的衰老表型。此外,巨噬细胞是 APCs 来源 EVs 的主要受体细胞,中年 APCs 来源的 EVs(mEVs)抑制巨噬细胞 M1 极化的能力减弱,这可能是导致 WAT 炎症衰老的关键因素。
  3. APCs 来源的 EVs 抑制 WAT 炎症衰老以预防肥胖:实验表明,虽然年轻 APCs 来源的 EVs(yEVs)和 mEVs 都能在 WAT 中富集,但 yEVs 在预防 HFD 诱导的肥胖方面更有效。yEVs 可以增加能量消耗,改善葡萄糖耐受和胰岛素敏感性,同时减少炎症和衰老相关指标。
  4. EV 来源的 miR-145 是抑制 ATM M1 程序的关键因素:研究人员对 yEVs 和 mEVs 中的 miRNA 进行测序,发现 miR-145-5p 在 yEVs 中含量丰富且随年龄下降明显。实验证实,miR-145 能抑制巨噬细胞 M1 极化,yEVs 至少部分通过 miR-145 发挥作用。
  5. miR-145 通过抑制 SELL 表达减弱巨噬细胞 M1 程序:通过 RNA-seq 和相关实验,研究人员发现 miR-145 通过结合 SELL 的 3’UTR 区域抑制其表达,进而抑制 NF-κB 信号通路,减弱巨噬细胞 M1 极化。
  6. 构建阳离子脂质体靶向递送 miR-145:为将研究成果转化为临床应用,研究人员设计了能靶向递送 miR-145 模拟物的阳离子脂质体(miR-145@tar-lip)。该脂质体可有效富集于 WAT 并进入 ATMs。
  7. miR-145@tar-lip 有效减轻中年小鼠 HFD 诱导的肥胖:给 12 个月大的小鼠注射 miR-145@tar-lip,结果显示其能显著抑制体重增加,改善代谢指标,减少炎症和衰老相关指标,在雌性小鼠中也得到了一致结果。

研究结论表明,APCs 来源的 EVs 在中年肥胖的发生发展中起着重要作用,其中 miR-145-5p 的减少导致 ATM M1 程序增加,进而引发 WAT 炎症衰老和胰岛素抵抗。通过脂质体靶向递送 miR-145 模拟物,可有效抑制 ATM M1 程序,减轻 WAT 衰老和中年肥胖。这一研究不仅揭示了中年肥胖的新机制,还为临床治疗提供了潜在的新靶点和干预策略,具有重要的理论和实践意义。
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