RAGE缺失通过SIRT1信号通路改善高脂饮食诱导的小鼠脂肪组织衰老

《Adipocyte》：Lack of receptor for advanced glycation end products attenuates obesity-induced adipose tissue senescence in mice

本文揭示了晚期糖基化终末产物受体（RAGE）在肥胖相关脂肪组织衰老中的关键作用。研究发现，RAGE基因敲除（RAGE?/?）小鼠在高脂饮食（HFD）诱导下，表现出体重减轻、脂肪细胞肥大减少、衰老标志物（p16、p21、p53）及衰老相关分泌表型（SASP）表达下降。机制上，RAGE缺失通过上调沉默信息调节因子2相关酶1（SIRT1）表达，降低活性氧（ROS）水平，并增强抗氧化基因（CAT、SOD2、GPX1）活性，从而延缓脂肪组织衰老进程。该研究为肥胖相关代谢紊乱提供了新的潜在治疗靶点。

　　

RAGE缺失通过SIRT1信号通路改善高脂饮食诱导的小鼠脂肪组织衰老

引言

脂肪组织作为重要的内分泌器官，在葡萄糖稳态调节中发挥关键作用，其功能障碍与肥胖和2型糖尿病（T2DM）的进展密切相关。脂肪组织中的细胞衰老会导致脂肪生成缺陷、脂肪组织炎症及细胞因子分泌异常，进而引发胰岛素抵抗。晚期糖基化终末产物（AGEs）与其受体（RAGE）结合，参与肥胖进程，与脂肪组织炎症、脂肪细胞肥大及胰岛素敏感性改变相关。RAGE配体如高迁移率族蛋白B1（HMGB1）也被报道与促炎过程及细胞衰老有关。在肥胖过程中，衰老细胞在脂肪组织中逐渐积累，而胰岛素抵抗是脂肪组织衰老的后果之一。衰老相关的细胞周期停滞主要与p16、p21和p53蛋白相关，而脂肪组织的年龄依赖性细胞衰老与线粒体功能障碍及活性氧（ROS）异常变化有关。尽管前期研究显示RAGE^?/?小鼠炎症状况改善且脂肪组织褐化增加，但RAGE在肥胖相关氧化应激及衰老中的作用尚不完全清楚。

材料与方法

研究使用6-8周龄野生型（WT）小鼠和RAGE基因敲除（RAGE^?/?）小鼠，通过14周高脂饮食（HFD）喂养建立肥胖模型。采用实时定量PCR（qRT-PCR）、蛋白质免疫印迹（Western blot）、免疫组织化学、衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）活性检测、组织ROS水平测定等方法，分析脂肪组织中衰老标志物、抗氧化基因及SIRT1表达变化。同时利用SIRT1抑制剂EX-527及SIRT1小干扰RNA（siRNA）进行机制探讨。

结果

RAGE缺失延缓脂肪组织衰老

在高脂饮食喂养条件下，RAGE^?/?小鼠体重及脂肪细胞面积显著低于WT小鼠。分子水平上，RAGE^?/?小鼠脂肪组织中p16、p21和p53的mRNA及蛋白表达均显著降低。免疫组织化学染色显示，WT-HFD小鼠脂肪组织中p16、p21、p53及γ-H2AX在脂肪细胞和免疫细胞中均有表达，而RAGE^?/?组表达减少。SA-β-gal活性检测进一步证实RAGE缺失显著降低脂肪组织衰老活性。此外，RAGE^?/?小鼠脂肪组织中衰老相关分泌表型（SASP）标志物（包括MCP-1、MMP3、IL-6、PAI-1和CD68）的mRNA水平也明显下降，表明RAGE在肥胖诱导的脂肪组织衰老中起关键作用。

RAGE缺失减轻氧化应激

RAGE^?/?小鼠脂肪组织中ROS产生显著减少，而抗氧化基因过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶2（SOD2）和谷胱甘肽过氧化物酶1（GPX1）的mRNA表达上调。为明确氧化应激在衰老中的作用，研究使用抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）进行处理。结果显示，NAC处理可抑制WT小鼠脂肪组织中p53表达，但对p16和p21水平影响不显著；而在RAGE^?/?小鼠中，NAC能显著下调p16、p21和p53蛋白水平。这表明RAGE缺失通过降低氧化应激水平，增强抗氧化能力，从而延缓脂肪组织衰老。

RAGE通过SIRT1信号通路调控氧化应激与衰老

研究发现RAGE^?/?小鼠脂肪组织中SIRT1蛋白表达显著升高，且其下游靶分子过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α（PGC-1α）的mRNA水平也相应增加。通过使用SIRT1抑制剂EX-527或SIRT1 siRNA干预，发现抑制SIRT1活性可逆转RAGE缺失带来的抗衰老效应，具体表现为p16、p21和p53表达回升，同时CAT、SOD2和GPX1等抗氧化基因表达下降。这些结果说明RAGE缺失通过激活SIRT1信号通路，进而抑制氧化应激及细胞衰老进程。

讨论

本研究首次揭示RAGE在肥胖相关脂肪组织衰老中的重要作用。RAGE缺失通过上调SIRT1表达，降低ROS水平，增强抗氧化基因活性，从而抑制p16/p21/p53信号通路及SASP表达，延缓脂肪组织衰老。表型上，RAGE^?/?小鼠表现出体重减轻、脂肪细胞肥大改善，提示其脂肪生成和脂质代谢功能更为健康。值得注意的是，抗氧化剂NAC在RAGE缺失背景下能更有效地逆转衰老标志物，表明RAGE-SIRT1轴在调控氧化应激与衰老中具有协同作用。尽管本研究采用全身性RAGE敲除模型，无法完全排除免疫细胞的影响，但结果仍强烈支持RAGE在脂肪细胞自主性衰老中的直接调控功能。未来研究可通过脂肪细胞特异性RAGE敲除模型进一步验证其细胞自主性机制。

结论

RAGE缺失通过激活SIRT1信号通路，降低氧化应激水平，抑制p16/p21/p53表达及SASP分泌，从而延缓肥胖诱导的脂肪组织衰老。该研究为肥胖相关代谢性疾病提供了潜在的治疗靶点，即针对RAGE-SIRT1轴进行干预可能有助于改善脂肪组织功能紊乱及延缓代谢性衰老进程。