《Gene Therapy》：AAV-mediated delivery of leptin but not adiponectin improves metabolic health in a pre-clinical mouse model of congenital generalised lipodystrophy
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脂肪营养不良（lipodystrophy）是一组以脂肪组织质量或功能减少为特征的疾病，常导致严重的代谢性疾病、寿命缩短和生活质量受损。先天性全身性脂肪营养不良（congenital generalised lipodystrophy, CGL）患者脂肪组织质量
脂肪营养不良（lipodystrophy）是一组以脂肪组织质量或功能减少为特征的疾病，常导致严重的代谢性疾病、寿命缩短和生活质量受损。先天性全身性脂肪营养不良（congenital generalised lipodystrophy, CGL）患者脂肪组织质量严重减少。健康的全身性脂质储存丧失通常导致肝脂肪变性（hepatic steatosis）和脂肪萎缩性糖尿病（lipoatrophic diabetes）。此外，脂肪细胞分泌的激素——包括瘦素（leptin）和脂联素（adiponectin）——显著降低。瘦素在调节食欲以及脂质和葡萄糖代谢的广泛效应中具有关键作用。每日注射重组瘦素目前是唯一获批的CGL特异性治疗方法。这些患者中脂联素缺失的后果尚未完全明确；同样，脂联素递送的潜在治疗益处也不清楚。在此，研究人员利用一种特征明确的该疾病小鼠模型，检测了通过腺相关病毒（adeno-associated virus, AAV）递送瘦素或脂联素作为CGL代谢疾病潜在基因治疗策略的效果。AAV介导的瘦素递送显著改善了肝脂肪变性和高胰岛素血症（hyperinsulinemia）。然而，脂联素递送未产生任何观察到的有益作用。这表明基因治疗策略可能具有为脂肪营养不良患者提供长期瘦素递送的潜力，无需持续供应易变质的治疗药物和痛苦的每日注射。
脂肪营养不良（lipodystrophy）是一组以脂肪组织质量或功能减少为特征的罕见异质性疾病，常导致严重代谢紊乱、寿命缩短和生活质量受损。先天性全身性脂肪营养不良2型（congenital generalised lipodystrophy type 2, CGL2）由BSCL2基因突变引起seipin蛋白功能丧失，患者脂肪组织近乎完全缺失，易发生严重胰岛素抵抗、早发性糖尿病、高甘油三酯血症和肝脂肪变性，并常进展为代谢功能障碍相关脂肪性肝病（metabolic dysfunction associated with steatotic liver disease, MASLD）。目前唯一获批的靶向治疗为每日注射重组瘦素（metreleptin），但该疗法因患者皮下脂肪缺乏而注射疼痛剧烈、药物昂贵且可能产生中和抗体，存在明显局限。脂肪细胞分泌的瘦素（leptin）和脂联素（adiponectin）在CGL患者中均显著降低，其中瘦素缺乏的后果及替代治疗获益已较明确，而脂联素缺乏的病理后果及其递送能否带来治疗益处仍不清晰。为此，研究人员采用公认的seipin敲除（seipin knockout, SKO）小鼠CGL2模型，评估经腺相关病毒（adeno-associated virus, AAV）介导长期表达人瘦素或人脂联素对代谢紊乱的治疗潜力。
研究人员将9周龄雄性SKO小鼠（C57BL/6J背景）随机分组，经腹腔注射1×10
12基因组拷贝的AAV8-CMV-hLEP（SKO-hLeptin）、AAV8-CMV-hADIPOQ（SKO-hAdipoq）或对照AAV8-CMV-eGFP（SKO-eGFP），并以同窝野生型（wild-type, WT）小鼠为对照；另设雌性SKO小鼠验证脂联素效果。主要技术方法包括EchoMRI-500身体成分分析、口服葡萄糖耐量试验（oral glucose tolerance test, OGTT）、胰岛素耐量试验（insulin tolerance test, ITT）、代谢笼（PhenoMaster）摄食/饮水监测、肝脏苏木精-伊红（H&E）和天狼星红染色、肝脏甘油三酯（triglyceride, TG）生化测定、血清胰岛素/丙氨酸转氨酶（alanine aminotransferase, ALT）/人瘦素/人脂联素检测，以及RT-qPCR和Western blot分析相关基因和蛋白表达。
研究结果如下：
1. AAV递送人瘦素和脂联素及其对身体成分的影响。AAV注射7周后，SKO-hLeptin和SKO-hAdipoq小鼠血清中分别可检测到稳健水平的人瘦素和人脂联素，证实转基因成功表达并分泌入血。SKO-hLeptin小鼠体重在7周内未见显著增加，而SKO-hAdipoq与SKO-eGFP组体重增长相似；所有SKO组均表现为低脂肪量、高瘦体重，与CGL特征一致。
2. 瘦素而非脂联素基因治疗减轻SKO小鼠高胰岛素血症并改善胰岛素敏感性。OGTT和ITT显示SKO-eGFP小鼠葡萄糖耐量和胰岛素耐量均受损；瘦素基因治疗未显著改变葡萄糖耐量，但降低自由进食血糖并中度改善胰岛素敏感性，空腹血清胰岛素完全恢复正常，定量胰岛素敏感性检查指数（quantitative insulin-sensitivity check index, QUICKI）回升至WT水平。脂联素治疗在雄性和雌性SKO小鼠中均未改变上述指标。
3. 瘦素基因治疗减少SKO小鼠食物和水分摄入。代谢笼监测显示，注射AAV-CMV-hLEP后6周，SKO小鼠的食物摄入较治疗前显著减少，饮水摄入也降低，提示单次递送可持续抑制CGL相关的食欲亢进。
4. 瘦素而非脂联素基因治疗挽救SKO小鼠肝脂肪变性。SKO-eGFP小鼠肝重和肝脏TG显著升高；瘦素基因治疗使肝重降低、肝脏TG完全正常化，H&E染色证实肝脂肪变性显著减轻，脂滴蛋白PLIN2（perilipin 2）表达大幅下降。SKO-hAdipoq小鼠肝重、TG和肝组织学均无改善。血清ALT在SKO-eGFP中轻度升高，瘦素治疗组看似降低但未达统计学显著性；天狼星红染色显示本模型（16周龄）纤维化尚不明显。
5. 瘦素基因治疗使SKO小鼠肝脏Pparγ和Cd36正常化。RT-qPCR显示脂肪生成基因Fasn和Scd1在SKO-eGFP中升高但未被瘦素治疗纠正，而脂肪酸转位酶Cd36和脂生成转录因子Pparγ的异常增高在SKO-hLeptin中完全恢复正常；代谢调节因子成纤维细胞生长因子21（fibroblast growth factor 21, FGF-21）的mRNA升高也被瘦素治疗逆转，提示肝细胞应激减轻。
讨论部分指出，虽然瘦素基因治疗明显改善肝脏脂肪堆积，但多数肝代谢标志基因并未变化，仅Pparγ/Cd36轴正常化可能介导脂质积累减少，CD36在脂肪肝中促进脂肪酸摄取从而参与脂肪变性。脂联素治疗无效的可能原因包括：AAV递送的循环脂联素水平低于正常内源水平；肝脏来源的脂联素可能因翻译后修饰和寡聚化不足而活性受限；SKO小鼠缺乏功能性脂肪组织可能使脂联素难以发挥其生物学作用。研究局限还包括未测定高分子量脂联素寡聚体、未单独评估瘦素表达长期维持、重组AAV可能存在炎症反应和肝毒性风险，以及瘦素基因治疗是否诱发抗瘦素抗体仍需关注。研究人员还基于既往脂肪组织选择性重建BSCL2仅部分改善代谢的经验，提出联合seipin重建与瘦素递送可能增强疗效。研究结论可概括为：尽管未观察到脂联素递送的有益作用，本研究首次在公认的先天性全身性脂肪营养不良临床前模型中证明瘦素基因治疗具有显著潜力；该策略的临床应用有望为全身性脂肪营养不良患者提供一种长效、有效且疼痛更小的新疗法，改善其健康与生活质量。
