肥胖进程中Krt23+成纤维细胞调控脂肪组织免疫微环境紊乱的时空特征研究

本研究通过单核RNA测序技术揭示肥胖发展过程中脂肪组织相关Krt23+成纤维细胞（ATAKFs）的时空特异性出现，首次阐明其在中等肥胖阶段（Mid_Ob）通过CCL2/6/9信号轴招募中性粒细胞和巨噬细胞，导致脂肪组织免疫微环境（TIME）紊乱的分子机制，为肥胖相关炎症的早期干预提供新靶点。

　　

随着全球肥胖率持续攀升，脂肪组织（Adipose Tissue, AT）作为重要的内分泌和免疫器官，其微环境紊乱与代谢性疾病的关系日益受到关注。尽管已知肥胖会导致脂肪组织免疫微环境（Tissue Immune Microenvironment, TIME）失调，但这一过程何时启动、如何发展仍是未解之谜。更关键的是，在肥胖发展过程中，究竟是哪些细胞率先触发炎症级联反应，又通过何种机制招募免疫细胞浸润，这些问题直接关系到肥胖相关代谢紊乱的早期干预策略。

山东体育大学（Shandong Sport University）的研究团队在《European Journal of Medical Research》发表的重要成果，首次绘制了肥胖发展过程中小鼠附睾白色脂肪组织（epididymal White Adipose Tissue, eWAT）的单核转录图谱。研究人员通过构建动态肥胖模型，结合10x Genomics单核RNA测序（snRNA-seq）和免疫荧光定位技术，发现脂肪组织相关Krt23⁺成纤维细胞（Adipose Tissue-Associated Krt23⁺ Fibroblasts, ATAKFs）在中等肥胖阶段特异性出现，并通过CCL2/6/9信号轴驱动中性粒细胞和巨噬细胞浸润，最终导致TIME紊乱。这项研究不仅明确了肥胖相关炎症的起始时间窗，更揭示了成纤维细胞亚型在代谢性炎症中的核心调控作用。

研究采用高脂饮食诱导C57BL/6J小鼠建立肥胖模型，按体重增量分为Lean（Ctrl）、中等肥胖（Mid_Ob，体重增加>10%）和肥胖（Ob，体重增加>20%）三组。通过snRNA-seq分析23,068个细胞核，结合流式细胞术检测免疫细胞比例，并利用CellPhoneDB解析细胞间通讯网络。关键实验还包括血清生化指标检测、肝脏油红O染色和神经元尼氏染色等。

研究结果

动物模型与生化指标

成功建立动态肥胖模型，Mid_Ob组小鼠体重、Lee's指数、体脂率及血清TC、TG、LDL-C、IL-6、TNF-α显著升高（P<0.01），肝组织油红O染色显示脂滴沉积增加，神经元数量随肥胖进展持续减少。

snRNA-seq揭示细胞群体变化

eWAT被划分为18个细胞亚群和7种主要类型。值得注意的是：

• 成纤维细胞占比从Ctrl组的32.1%降至Ob组的19.3%，但绝对数量增加

• 巨噬细胞比例从15.5%跃升至37.1%

• 中性粒细胞从1.5%急剧增加到19.0%

  

ATAKFs的时空特异性

第9细胞簇（Krt23⁺成纤维细胞）仅在Mid_Ob阶段出现（占比15.51%），其标志基因包括Xkr7、Ntsr1和Mup4。免疫荧光证实COL1A1⁺Krt23⁺细胞在Mid_Ob组特异性存在。

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细胞间通讯机制

CellPhoneDB分析显示ATAKFs通过BMP8B-PLAUR、CSF1-SIRPA等轴招募中性粒细胞，后者又通过CCL3L3-CCR1、VEGFA-EPHB2等通路激活巨噬细胞。流式验证Ob组中性粒细胞比例达22.6%，巨噬细胞达43.5%。

讨论与意义

该研究首次明确肥胖进程中TIME紊乱的临界点发生在中等肥胖阶段（Mid_Ob），此时ATAKFs通过"双阶段调控"机制：

1. 直接招募中性粒细胞：分泌BMP8B等因子通过PLAUR受体激活中性粒细胞

2. 间接募集巨噬细胞：诱导中性粒细胞分泌CCL3L3等趋化因子

这一发现解释了临床观察中"肥胖前期"（体重增加5-10%）尚未出现明显炎症，而达到中度肥胖后炎症指标骤升的现象。研究建立的Krt23⁺成纤维细胞特异性标记体系，为开发靶向干预策略提供了重要分子工具。未来通过基因编辑或药物抑制Krt23⁺细胞功能，可能阻断肥胖相关炎症的起始环节，这对预防胰岛素抵抗和2型糖尿病具有重要临床价值。

研究也存在一定局限，如未分析Krt23⁺细胞在Ob阶段消失的机制，以及年龄因素对结果的潜在影响。这些问题的解决将有助于更完整地理解脂肪组织微环境重塑的动态过程。