基于AAV纳米载体递送系统的抗肥胖基因治疗策略：靶向肠内分泌细胞Scg2调控代谢激素分泌

本研究针对肥胖治疗中肠道激素调控不足的难题，开发了基于腺相关病毒(AAV)纳米载体的基因递送系统。研究人员通过单细胞测序发现肠内分泌细胞(EECs)特异性基因Scg2在无菌小鼠中高表达，设计出可长期黏附肠上皮的纳米载体实现Scg2稳定过表达。实验证实该策略能显著提升GLP-1和PYY分泌，降低ghrelin水平，有效抑制高脂饮食和ob/ob模型小鼠的食欲和体重增长。多组学分析揭示其通过调节色氨酸代谢通路减轻下丘脑炎症，为代谢性疾病治疗提供了新思路。

　　

代谢性疾病已成为全球公共卫生的重大挑战，其中肥胖及其相关并发症的发病机制与肠道菌群-宿主互作密切相关。有趣的是，无菌(GF)小鼠表现出独特的"吃不胖"表型，这种代谢优势与特定肠道激素的分泌模式相关。然而，如何将这一发现转化为临床可用的治疗策略面临两大挑战：一是肠道复杂环境对基因递送系统的稳定性要求极高，二是肠内分泌细胞(EECs)调控代谢激素的具体分子机制尚未阐明。

重庆医科大学附属儿童医院内分泌科的研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表的研究中，创新性地将单细胞组学技术与基因治疗相结合。通过比较无菌和常规饲养(CONV-R)小鼠，发现Secretogranin II(Scg2)在肠内分泌细胞特异性高表达，且与GLP-1和PYY水平呈正相关。为验证其功能，团队设计了羟基磷灰石-海藻酸钠交联纳米载体，成功实现AAV在肠道的长期驻留和Scg2稳定表达。该研究不仅揭示了肠道激素调控的新机制，更为代谢性疾病治疗提供了可转化的技术平台。

研究采用四大关键技术：①无菌与常规小鼠代谢表型对比分析；②结肠上皮单细胞转录组测序(scRNA-seq)；③Ca²⁺/Na⁺离子交换法制备AAV纳米载体；④多组学(代谢组+蛋白组)分析下丘脑-肠道轴调控机制。实验对象包括C57BL/6J无菌小鼠、高脂饮食模型和ob/ob遗传肥胖小鼠。

【Scg2在结肠EECs中的特异性表达】
通过代谢参数检测发现无菌小鼠血清GLP-1和PYY水平显著升高10倍和2倍，而ghrelin降低50%。单细胞测序揭示3,557个结肠上皮细胞中Scg2仅在EECs簇特异性表达，且GF组表达量比CONV-R组高50%。这一发现通过Neurog3^f/fl,CDX2Cre-ERT2条件敲除小鼠得到验证，证实Scg2调控具有EECs特异性。

【AAV纳米载体的高效递送】
创新设计的纳米载体通过Ca²⁺-HA与Na⁺-SA离子交换形成交联网络，AAV吸附于骨架中。直肠给药后mCherry标记显示载体可稳定表达4周，且不引起结肠组织损伤或系统性炎症因子(IL-1β/IL-6)升高。该载体实现了72%的结肠隐窝转染效率，显著优于传统AAV制剂。

【Scg2过表达的代谢调控】
在两种肥胖模型中，Scg2过表达使血清GLP-1和PYY分别提升3.2倍和2.8倍，ghrelin降低60%。高脂饮食小鼠体重增长减少40%，ob/ob模型食物摄入量下降35%。糖代谢指标同步改善，HOMA-IR指数降低50%。值得注意的是，这些效应在EECs条件敲除小鼠中完全消失，证实了细胞特异性。

【多组学机制解析】
下丘脑组织检测显示Scg2过表达使Iba1⁺小胶质细胞减少65%。代谢组学发现色氨酸代谢通路显著激活，血清L-色氨酸和L-犬尿氨酸水平提升2.1倍。蛋白组分析揭示信号转导和翻译后修饰相关通路变化，特别是神经肽加工相关蛋白表达改变。

这项研究建立了肠道Scg2表达与全身代谢调控的因果关系，创新性地解决了基因治疗在肠道递送的技术瓶颈。从转化医学角度看，AAV纳米载体平台可拓展应用于其他肠道疾病治疗，而Scg2作为"代谢调节枢纽"的发现为开发新型抗肥胖药物提供了靶点。特别值得注意的是，该策略通过单一基因干预同时调控多种代谢激素，避免了现有GLP-1受体激动剂的局限性。研究揭示的肠-脑轴色氨酸代谢机制，也为理解神经系统对能量代谢的调控开辟了新视角。