综述:肥胖靶向治疗的最新进展:聚焦 TGF-β 信号通路和迷走神经支配

【字体: 时间:2025年05月01日 来源:Bioelectronic Medicine

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  这篇综述聚焦肥胖相关疾病,探讨了 TGF-β 信号通路、迷走神经调节在肥胖、脂肪性肝病(MASLD、MASH)及肝细胞癌(HCC)中的作用,介绍了相关治疗进展、临床研究及潜在治疗靶点,为肥胖治疗提供新思路。

  

肥胖现状及相关疾病


肥胖已成为全球公共卫生问题,影响超十亿人。它与多种疾病紧密相关,如 75.27% 的肥胖者会患代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD),33.67% 会进展为代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH) ,还与高血压、糖尿病、癌症等密切相关。不同种族和性别中,肥胖患病率存在差异。

肥胖的发病机制


能量摄入与消耗失衡导致肥胖,脂肪组织分为白色脂肪组织(WAT)和棕色脂肪组织(BAT)。WAT 主要储存能量,BAT 则通过线粒体产热。多种信号通路参与肥胖进程,如丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路,其成员细胞外信号调节激酶 1/2(ERK1/2)和 c-Jun 氨基末端激酶(JNK)促进肥胖,而 p38 MAPK 抑制肥胖;腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)通路可抑制脂肪生成、促进产热,减少肥胖。此外,磷脂酰肌醇 3 - 激酶(PI3K)/AKT 信号通路失调也与肥胖和胰岛素抵抗有关。

治疗进展


  1. 药物治疗:近年来,美国食品药品监督管理局(FDA)批准了多种治疗肥胖及相关疾病的药物。胰高血糖素样肽 1(GLP-1)受体激动剂(GLP-1 RA)司美格鲁肽(Semaglutide)和替尔泊肽(Tirzepatide)能显著减轻体重、改善血糖控制,但存在停药后体重反弹等问题。甲状腺激素受体 -β(THR-β)激动剂 Resmetirom 可改善 MASH,成纤维细胞生长因子 21(FGF21)类似物 Efruxifermin 能改善肝纤维化。
  2. 非侵入性治疗:新兴的非侵入性疗法如超声刺激迷走神经,在改善代谢方面展现出潜力,可减轻体重、调节血糖和炎症。

TGF-β 信号通路在肥胖中的作用


  1. TGF-β 信号通路概述:TGF-β 信号通路参与细胞增殖、分化等多种过程。TGF-β 配体与受体结合后激活 SMAD 蛋白,调节基因表达,同时也存在 SMAD 非依赖途径。
  2. TGF-β 配体在肥胖中的作用:肥胖时,TGF-β1在脂肪组织和肝脏中水平升高,抑制它可改善代谢;TGF-β2在运动时由乳酸信号诱导产生,能调节代谢,但在肝脏中高表达与纤维化和 HCC 进展相关;TGF-β3在肥胖时促进脂肪细胞前体增殖,调节免疫 - 代谢相互作用。
  3. TGF-β 受体在肥胖中的作用:脂肪组织中 TGF-βRI 缺失促进米色脂肪生成,抑制其活性可预防肥胖和减轻 MASLD;TGF-βRII 促进肥胖和肝脏并发症,其缺失可改善代谢。
  4. SMAD 信号在肥胖中的作用:SMAD 蛋白在脂质代谢和炎症调节中作用复杂,如 SMAD3 缺失可保护小鼠免受肥胖、糖尿病和肝脂肪变性影响。
  5. 新靶点 SPTBN1:肝脏特异性敲除 SPTBN1 可预防肥胖,它在癌症中也有重要作用,有望成为治疗肥胖及相关疾病的靶点。
  6. 其他相关因子:骨形态发生蛋白 4(BMP4)促进 WAT 棕色化,改善代谢;生长分化因子 15(GDF15)改善代谢参数,而 GDF8(肌肉生长抑制素)则加重代谢功能障碍。

靶向 TGF-β 信号通路的挑战与机遇


虽然对 TGF-β 通路的研究取得进展,但它在疾病中的作用存在争议,且靶向该通路的药物面临诸多问题。健康个体多种组织中潜伏 TGF-β(L-TGF-β)高表达,使抗体等生物制剂效果受限,广泛抑制 TGF-β 信号还会导致毒性,目前仅有少数相关药物处于临床试验阶段。不过,新技术如单分子荧光成像与追踪(SMIT)、随机光学重建显微镜(STORM)、冷冻电镜(Cryo-EM)和人工智能(AI)等为研究 TGF-β 信号通路提供了新视角,器官 oid 模型也为研究肥胖相关疾病提供了更准确的平台。

自主神经系统在调节能量平衡中的作用


  1. 迷走神经支配与能量稳态:自主神经系统(ANS)的副交感神经,尤其是迷走神经,在维持能量平衡中起关键作用。迷走神经将胃肠道信息传递给中枢神经系统(CNS),调节饱腹感、胃动力和排空等。代谢紊乱时,迷走神经活动常受干扰。
  2. 迷走神经刺激(VNS)治疗肥胖:VNS 是治疗肥胖的新方法,通过刺激迷走神经可调节食物摄入和能量消耗。多项临床试验表明,VNS 在肥胖和相关疾病治疗中取得一定效果,但结果存在差异,且与传统治疗方法相比,其减重效果有限。VNS 还可调节肠道激素释放,增加棕色脂肪组织(BAT)活性,促进能量消耗。
  3. 非侵入性 VNS 的发展:超声刺激迷走神经是一种非侵入性方法,如外周聚焦超声刺激(pFUS)可改善肥胖小鼠代谢,降低体重、脂肪量和炎症因子水平,改善血糖稳态。
  4. VNS 对 TGF-β 信号的调节:迷走神经活动可调节 TGF-β 表达,但其作用因炎症和纤维化状态而异。在某些情况下,VNS 抑制 TGF-β1表达,而在其他情况下,如克罗恩病试验中,VNS 通过增加抗炎性 TGF-β 水平减轻炎症。
  5. VNS 在肥胖相关疾病中的意义:VNS 可改善能量平衡,减轻肥胖相关合并症,降低肝脏炎症和纤维化,还可能降低肥胖个体患癌风险。它具有非侵入性、靶向性和多系统受益等优势,但也存在安慰剂反应、参与者少、减重效果有限、手术风险和长期依从性等问题。未来研究应关注其长期疗效和安全性,优化刺激方案。

协同治疗策略


结合 TGF-β 通路靶向治疗与运动、VNS 等可能增强疗效。运动可抑制 TGF-β1激活,改善脂质代谢;VNS 可下调 TGF-β 水平,二者与 TGF-β 通路靶向治疗联合,有望更有效地治疗肥胖及相关疾病。此外,将 VNS 与生活方式干预、药物治疗或新兴技术结合,也可能提高治疗效果。

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