综述:探索脂肪组织来源的细胞外囊泡在器官间通讯中的作用:对代谢调控和脂肪组织功能的影响

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Cell Reports 7.5

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  这篇综述系统阐述了脂肪组织来源的细胞外囊泡(AdEVs)作为代谢调控关键介质的作用,揭示了其在肥胖相关代谢紊乱(如胰岛素抵抗、2型糖尿病)中的双向通讯机制。作者通过分析AdEVs的异质性生物发生、选择性分子装载(如miRNAs、线粒体碎片)及器官特异性靶向特性,探讨了其在脂肪-肝脏轴、心血管疾病和中枢调控中的病理生理意义,并展望了基于EVs的诊断和仿生治疗策略。

  

脂肪组织:EVs的重要来源及其在病理生理条件下的动态变化

白色脂肪组织(WAT)作为人体主要能量储存库,其分泌的细胞外囊泡(EVs)包含外泌体(50-200 nm)和微囊泡等亚群。肥胖等代谢应激状态下,脂肪细胞EV(AdEVs)分泌显著增加,且携带的miR-34a、ceramide等促炎因子通过TLR4通路加剧胰岛素抵抗。有趣的是,寒冷暴露可通过miR-92a调控棕色脂肪EVs的释放,而运动则改变EVs的miRNA谱。

AdEVs的分子货物多样性

AdEVs选择性富集特定生物活性分子:

  • 核酸:miR-122通过抑制IRS1损害肝胰岛素敏感性,而肥胖相关miR-27a则通过PPARγ下调导致骨骼肌糖摄取障碍。
  • 蛋白质:含FABP4/Perilipin-1的AdEVs反映脂肪细胞起源,而MIF+大EVs具有独特的异构酶活性。
  • 脂质:肥胖AdEVs富含神经酰胺和花生四烯酸衍生物,促进肝脏脂质沉积。
  • 线粒体组分:应激脂肪细胞分泌的EVs可转移功能性线粒体至心肌细胞,通过ROS爆发诱导缺血预适应。

AdEVs在器官间通讯中的核心作用

局部效应

  • 健康AdEVs通过WISP2抑制促进脂肪生成,而肥胖AdEVs通过miR-155抑制KLF4,驱动巨噬细胞向促炎M1型极化。
  • 肿瘤微环境中,AdEVs运输脂肪酸氧化酶(如CPT1A)至黑色素瘤细胞,增强其侵袭性。

远端调控

  • 肝脏:瘦素抵抗AdEVs激活TGF-β通路加速肝纤维化,而含adiponectin的EVs通过AdipoR1/2改善糖代谢。
  • 心血管:血管周围脂肪EVs中的miR-221-3p通过PGC-1α抑制诱发动脉重塑,而心外膜脂肪EVs携带促心律失常miRNAs。
  • 中枢神经系统:肥胖者血浆AdEVs靶向下丘脑POMC神经元,通过mTOR信号增强食欲;海马区摄取的EVs-miRNA则导致突触可塑性损伤。

临床转化挑战与机遇

当前EVs研究面临分离技术标准化(如SEC vs TFF)、组织特异性标记物缺乏等瓶颈。但临床试验已发现:

  • 减重手术后循环EVs减少与代谢改善正相关
  • 年轻间充质干细胞EVs可逆转衰老相关心功能下降
    工程化策略如载apelin的脐带EVs显示出降糖潜力,而靶向修饰(如神经元特异性RVG肽)可增强脑部递送效率。未来需建立跨种族EVs数据库以推动精准医疗应用。
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