《iScience》：Multi-omics profiling reveals molecular features of visceral adiposity in autonomous cortisol secretion
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专业摘要翻译：
自主皮质醇分泌（ACS）源于肾上腺腺瘤，可增加心血管代谢风险。内脏肥胖是ACS的标志性特征。研究人员利用肾上腺周围脂肪组织和血浆的多组学分析，表征了ACS相关内脏肥胖的分子特征。与无功能肾上腺肿瘤（NFAT）相比，ACS表现出更高的内脏-皮下脂
专业摘要翻译：
自主皮质醇分泌（ACS）源于肾上腺腺瘤，可增加心血管代谢风险。内脏肥胖是ACS的标志性特征。研究人员利用肾上腺周围脂肪组织和血浆的多组学分析，表征了ACS相关内脏肥胖的分子特征。与无功能肾上腺肿瘤（NFAT）相比，ACS表现出更高的内脏-皮下脂肪比（VSR）、脂肪细胞肥大以及炎症相关通路富集。RNA测序（RNA-seq）去卷积分析和免疫组织化学表明巨噬细胞浸润增加。血浆类固醇代谢组学鉴定出11-脱氧皮质酮（11-DOC），一种盐皮质激素代谢物，在绝经前ACS女性中与VSR呈正相关，且独立于皮质醇。与11-DOC相关的基因模块与炎症相关通路（尤其是巨噬细胞激活）相关。脂质组学鉴定出神经酰胺（Cer）为ACS的判别脂质，其中Cer(d18:1/16:0)与炎症及脂质代谢相关通路的关联最强。孟德尔随机化分析显示，遗传预测的血浆Cer(d18:1/16:0)与躯干脂肪量呈正相关。这些发现将循环11-DOC和脂肪组织神经酰胺蓄积确定为ACS中与脂肪炎症和内脏肥胖相关的分子特征，提供了需要功能验证的假设生成性见解。
论文解读文章：
一、研究背景与问题
皮质醇分泌性肾上腺腺瘤（CPA）可导致自主皮质醇分泌（ACS），涵盖显性库欣综合征（CS）和轻度自主皮质醇分泌（MACS）。ACS患者常合并糖尿病、高血压和血脂异常等代谢性疾病，共同增加心血管疾病发病率和死亡率。在这些并发症中，内脏肥胖尤为重要，它既是代谢紊乱的核心枢纽，也是心血管风险的关键决定因素。既往组织学、转录组学和免疫组织化学研究已报道内源性皮质醇增多症（包括ACS和库欣病）中存在脂肪组织重塑，这种重塑主要由炎症驱动，以脂肪细胞肥大、巨噬细胞浸润和炎症通路激活为特征。然而，ACS中炎症重塑的详细分子机制和调控因素仍不完全清楚。系统性激素失调在ACS中发挥核心作用，皮质醇过量影响脂肪细胞分化、脂质代谢和炎症信号传导。但ACS中的内脏肥胖即使在轻度病例中也达到与CS相当的水平，提示皮质醇过量本身并不能完全解释这一表型。基于质谱的类固醇分析进展揭示了循环类固醇代谢物的病理生理作用，包括其与ACS中心血管风险的关联。研究人员此前通过血浆和肿瘤组织的整合分析证明，肿瘤来源的过量11-脱氧皮质酮（11-DOC）和肾上腺雄激素减少与ACS中独立于皮质醇的骨代谢不良效应差异相关。这些观察提示类固醇代谢物作为ACS内脏肥胖的互补性系统性调节因子。此外，局部组织水平机制也可能促成ACS中的脂肪组织功能障碍，脂质代谢改变尤其是一个未被充分探索但至关重要的因素：脂质种类不仅作为能量底物，还作为调节脂肪细胞活性和炎症反应的生物活性信号分子。然而，在ACS内分泌环境下对人内脏脂肪组织的整合分子分析仍然有限。研究人员假设ACS中的内脏肥胖与系统性类固醇激素和脂肪组织内的局部调控机制均相关，旨在通过临床肥胖表型、血浆类固醇代谢组学以及肾上腺周围脂肪组织转录组学和脂质组学的整合分析来表征人ACS内脏肥胖的分子特征。
二、研究设计与主要技术方法
本研究为单中心回顾性横断面研究，在九州大学医院开展，共纳入191例患者，包括93例ACS和98例无功能肾上腺肿瘤（NFAT）。主要技术方法包括：基于CT影像的L3水平身体成分评估，计算内脏-皮下脂肪比（VSR）；肾上腺周围脂肪组织批量RNA测序（RNA-seq）及差异表达基因分析；血浆类固醇代谢组学（21种类固醇代谢物的液相色谱-串联质谱分析）；肾上腺周围脂肪组织脂质组学（超临界流体色谱-质谱分析，覆盖5大类脂质、18个亚类）；基于单细胞RNA-seq参考数据的去卷积分析推断细胞类型比例；加权基因共表达网络分析（WGCNA）整合转录组与代谢组数据；免疫组织化学验证巨噬细胞标志物；以及基于全基因组关联研究（GWAS）汇总数据的双样本孟德尔随机化分析。
三、主要研究结果
（一）基线特征与肥胖指标
ACS患者较NFAT患者具有更高的血清皮质醇、1-mg地塞米松抑制试验（DST）后皮质醇、午夜皮质醇、24小时尿游离皮质醇（UFC）和糖化血红蛋白（HbA1c）水平，以及更低的血浆促肾上腺皮质激素（ACTH）和脱氢表雄酮硫酸酯（DHEA-S）水平。两组在年龄、性别、体质指数（BMI）、吸烟状态、饮酒、总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇方面无显著差异。校正年龄、性别、BMI、吸烟和饮酒后，ACS患者的VSR显著高于NFAT患者（校正均值0.98 vs. 0.81，p=0.001）。HE染色组织学分析显示ACS脂肪细胞直径大于NFAT（58.5 μm vs. 41.9 μm，p=0.03），符合ACS中的脂肪细胞肥大。
（二）肾上腺周围脂肪组织的转录组学特征
UMAP可视化显示ACS与NFAT组间存在明显不同的转录组谱。差异表达基因分析鉴定出ACS中110个上调基因和41个下调基因，上调基因包括炎症信号相关基因（NFKBIA、PTX3、SERPINE1）、应激反应基因（GADD45G、MT1M、MT2A）、代谢重编程基因（PDK4）和免疫调节基因（MERTK、VEGFA）。通路活性推断显示ACS中丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）信号增强，AP-1（FOS和JUN）和核因子-κB（NF-κB）等转录因子被激活。通路富集分析显示炎症通路富集，包括经NF-κB的TNF-α信号、p38MAPK级联调控和吞噬作用调控，神经酰胺信号通路也显著富集。与独立CS数据集比较显示40个Hallmark基因集中方向一致，其中15个在两个数据集中均正向富集。去卷积分析显示ACS中巨噬细胞亚簇hMac1和单核细胞比例高于NFAT。免疫组织化学证实ACS中CD68和CD204阳性巨噬细胞广泛分布，定量分析显示ACS中CD204阳性细胞密度高于NFAT。
（三）血浆类固醇代谢物与内脏肥胖的关联
按绝经前女性、绝经后女性、男性分层后，在21种血浆类固醇代谢物中，11-DOC在绝经前ACS女性中与VSR呈正相关（R=0.63，FDR=0.05），该关联在校正血清皮质醇、BMI、吸烟和饮酒后仍显著。但在整体ACS队列敏感性分析中，11-DOC与VSR的关联未达显著。WGCNA分析鉴定出7个基因模块，其中turquoise模块（189个基因，含CD163、MSR1、MERTK、CTSS、FCGR2A）与血浆11-DOC水平呈最强正相关（R=0.66，p=0.02），该模块富集于炎症反应和巨噬细胞激活等炎症及免疫相关通路。留一法敏感性分析显示该相关性在排除各单个样本后仍保持正相关。RAW264巨噬细胞经11-DOC（1000 nM，48小时）处理后，50个基因上调和29个基因下调，上调基因包括Fabp4、Mertk、Jun、C1qa和Fkbp5，与人turquoise模块有5个重叠基因（C1qa、C1qb、C1qc、Ms4a4a、Stab1）。通路富集显示脂肪细胞分化、补体激活、p38MAPK级联调控和类固醇激素反应显著富集。CCK-8实验证实该处理条件无显著细胞毒性，qPCR验证了Mertk、C1qa和Fkbp5的表达上调。
（四）肾上腺周围脂肪组织的脂质组学特征
ACS患者总神经酰胺（Cer）水平高于NFAT（logFC=0.42，FDR=0.007）。基于总脂质谱的偏最小二乘判别分析（PLS-DA）显示ACS与NFAT组间分离，神经酰胺具有最高变量投影重要性（VIP=2.22）。聚焦鞘脂类，ACS中多种神经酰胺种类升高，包括Cer(d18:1/16:0)（logFC=0.39，FDR=0.01）、Cer(d18:1/18:0)、Cer(d18:1/20:5)和Cer(d18:1/22:5)。基于鞘脂谱的PLS-DA同样区分两组，Cer(d18:1/16:0)具有最低FDR和最高VIP值（VIP=1.61），是ACS最突出的候选脂质种类。脂肪酸酰基中，FA(16:0)（棕榈酸，即Cer(d18:1/16:0)的C16:0酰基链）在ACS中升高。
（五）神经酰胺蓄积与脂肪炎症和肥胖的关联
WGCNA分析鉴定出6个基因模块，其中indigo模块（46个基因，含NFKBIA、PTX3、GADD45G、VEGFA、PDK4）与Cer(d18:1/16:0)水平呈最强正相关（R=0.81，p<0.01）。留一法敏感性分析显示该模块在16次迭代中的15次保持正相关，但仅9次达到统计学显著，较11-DOC相关模块对单个样本排除更敏感。该模块富集于TNF-α经NF-κB信号、缺氧、血管生成和p38MAPK级联等炎症和应激相关通路，以及脂肪组织发育和脂肪酸代谢相关通路。11-DOC相关turquoise模块与Cer(d18:1/16:0)相关indigo模块仅共享2个基因（ARRDC2和PLA2G2A），提示两者代表大部分不同的转录程序。双样本孟德尔随机化分析使用6个与血浆Cer(d18:1/16:0)相关的单核苷酸多态性（SNP）作为工具变量，以躯干脂肪量为结局。全SNP分析中逆方差加权（IVW）和加权中位数分析均显示正相关，MR-Egger未提示方向性多效性，但Cochran's Q检验提示异质性。MR-PRESSO鉴定出3个离群SNP，排除离群SNP后，IVW分析（β=0.046，95%CI=0.009–0.083，p=0.014）和加权中位数分析（β=0.056，95%CI=0.018–0.094，p=0.003）均保持显著正相关，且不再检测到异质性。
四、讨论与结论
本研究表明ACS与内脏脂肪增加、脂肪细胞肥大、炎症通路富集和巨噬细胞相关RNA信号相关。通过整合血浆类固醇代谢组学和脂肪组织脂质组学与转录组数据，研究人员确定了与脂肪炎症相关的两个分子特征：循环11-DOC和脂肪组织神经酰胺蓄积。11-DOC以与醛固酮相似的亲和力结合盐皮质激素受体（MR），约具有其70%的活性。巨噬细胞和脂肪细胞均表达糖皮质激素受体（GR）和MR，低表达的11β-羟基类固醇脱氢酶2型可能允许类固醇依赖性MR信号传导。MR信号参与促炎和组织重塑过程，醛固酮可激活巨噬细胞，巨噬细胞MR信号有助于炎症、组织重塑、肥胖和代谢功能障碍。11-DOC与VSR的关联仅在绝经前女性亚组中显著，可能反映性激素环境和脂肪组织表型的差异，雌激素影响内脏脂肪分布和脂肪组织重塑，雌激素受体信号可调节MR转录活性。脂肪组织脂质组学显示神经酰胺是ACS中升高的主要判别脂质类别，RNA-seq也显示神经酰胺通路富集。神经酰胺在代谢应激下蓄积，与胰岛素抵抗和炎症相关。Cer(d18:1/16:0)（含棕榈酸的C16:0神经酰胺）与ACS的关联最强，可在脂肪细胞和巨噬细胞中以CerS5/6依赖性方式生成。由于ACS与NFAT组间BMI无显著差异，提示ACS相关的脂质重塑而非单纯肥胖相关变化。孟德尔随机化显示遗传预测的血浆Cer(d18:1/16:0)与躯干脂肪量正相关，提示与中心性肥胖的可能关系。11-DOC相关和Cer(d18:1/16:0)相关基因模块仅共享2个基因，提示循环11-DOC和局部神经酰胺蓄积代表ACS脂肪组织功能障碍的互补但部分不同的分子特征。肾上腺周围脂肪组织具有其特定部位特征，可能含棕色脂肪组织样成分，UCP1阳性脂肪细胞在近半数良性肾上腺肿瘤手术患者的腹膜后脂肪样本中被检测到，这些产热特征可能影响能量和脂质代谢相关的转录组和脂质组谱。结论：多组学分析确定循环11-DOC和脂肪组织神经酰胺蓄积为ACS中与脂肪炎症和内脏肥胖相关的系统性和组织水平分子特征，为肾上腺类固醇失衡和局部脂质改变如何与ACS脂肪组织重塑相关提供了整合但假设生成性的视角，可能为改善该疾病的代谢风险分层提供信息。研究局限性包括：单中心横断面设计、组织层面分析样本量有限、肾上腺周围脂肪组织可能不代表其他内脏脂肪库、去卷积分析提供推断而非直接细胞计数、RAW264实验为简化模型且11-DOC浓度超过生理循环水平、孟德尔随机化中躯干脂肪量非内脏脂肪直接测量且欧洲血统GWAS数据可能限制对日本临床队列的直接外推。功能研究（如脂肪细胞-巨噬细胞共培养系统、11-DOC信号药理学抑制和组织特异性体内模型）将需要确立这些关联的方向性和因果性。
