《MedComm》：Leptin Neutralization Attenuates Inflammaging in Endothelial and Immune Cell Models
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瘦素（leptin）是一种促炎脂肪因子，参与肥胖相关的慢性低度炎症，但其在年龄相关炎症即炎性衰老（inflammaging）中的作用研究不足。研究人员因此测试阻断瘦素受体（LEP-R）结合在五种炎性衰老模型中的作用，即复制性衰老内皮细胞、高血糖处理的巨噬细胞或
瘦素（leptin）是一种促炎脂肪因子，参与肥胖相关的慢性低度炎症，但其在年龄相关炎症即炎性衰老（inflammaging）中的作用研究不足。研究人员因此测试阻断瘦素受体（LEP-R）结合在五种炎性衰老模型中的作用，即复制性衰老内皮细胞、高血糖处理的巨噬细胞或内皮细胞、脂多糖（LPS）暴露的巨噬细胞以及T细胞受体（TCR）刺激的CD4+ T细胞。在内皮细胞中，瘦素增强衰老，而瘦素中和抑制衰老相关分泌表型（SASP），这两种效应部分由哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路介导。在巨噬细胞和内皮细胞中，瘦素阻断减弱高血糖诱导的炎症；在巨噬细胞中，瘦素阻断还抑制LPS诱导的衰老和促炎表型。在T细胞中，瘦素中和产生分化效应，减弱常规T细胞中炎症和衰老标志物的表达，但不减弱调节性T细胞中的表达。为评估转化相关性，研究人员在两个独立队列的血浆样本中测定瘦素和炎性衰老标志物，一个为健康个体（n = 121），另一个为2型糖尿病（T2D）人群（n = 93）。在健康受试者中，高敏C反应蛋白（hs-CRP）≥ 3 mg/dL者瘦素水平高于低于此阈值者，且在调整体重指数（BMI）后仍如此。瘦素水平在健康个体中与白细胞介素-6（IL-6）和hs-CRP呈BMI调整后正相关，在糖尿病人群中与hs-CRP和白细胞介素-8（IL-8）呈BMI调整后正相关。这些发现提示瘦素可能促进炎性衰老，且其中和可在多个相关模型中发挥抗炎效应。
论文解读：该研究发表于《MedComm》，围绕瘦素（leptin，主要由脂肪组织分泌的肽类激素）在炎性衰老（inflammaging，指随年龄增长出现的慢性无菌性低度炎症）中的作用展开。研究背景显示，瘦素主要调节饥饿、食物能量利用和能量平衡；脂肪组织扩张时瘦素水平升高，但肥胖人群常出现瘦素抵抗和高瘦素血症，后者被认为维持脂肪组织及全身慢性炎症。瘦素对多种细胞具有明确促炎活性，观察性研究提示其与全身炎症及心血管疾病等不良结局相关；然而，尚未有研究专门探索瘦素与炎性衰老的关系。炎性衰老由衰老细胞积累以及抗原、毒素和代谢物对先天性和获得性免疫系统的慢性刺激驱动；mTOR通路参与调控衰老速率、SASP以及先天性和获得性免疫细胞反应。鉴于瘦素在多种情境下影响mTOR通路，研究人员提出瘦素中和是否可抑制炎性衰老模型中的炎症，并在五种常用体外炎性衰老模型及两个独立人群队列中开展研究。该研究的意义在于首次专门探索瘦素中和在炎性衰老模型中的作用，将瘦素置于过度肥胖和/或营养信号与炎性衰老之间的中间因子，并提示外周瘦素拮抗或降低瘦素策略的研究价值。
关键技术方法：采用五种体外炎性衰老模型：复制性衰老人脐静脉内皮细胞（HUVEC）、佛波醇酯（PMA）诱导分化的THP-1巨噬细胞、高糖处理巨噬细胞和内皮细胞、脂多糖（LPS）刺激巨噬细胞、T细胞受体（TCR）刺激的原代CD4
+常规T细胞（Tconv）与调节性T细胞（Treg）。检测衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）、实时定量PCR（RT-qPCR）、蛋白免疫印迹（Western blot）和酶联免疫吸附试验（ELISA）；用雷帕霉素和天冬氨酸干预mTOR。T细胞转录组取自GEO GSE154401，并用4名健康供者外周血单核细胞来源Treg/Tconv复核。队列1健康人（n = 121）来自IRCCS INRCA代谢与糖尿病科门诊患者非血缘亲属的既往对照队列；队列2 T2D（n = 93）来自IRCCS MultiMedica 2020年9月至2021年4月横断面队列；检测血浆瘦素及hs-CRP、IL-6、IL-8、PAI-1、MCP-1。
结果部分：
2.1 衰老内皮细胞和分化巨噬细胞中瘦素与LEP-R表达分析：通过复制性衰老HUVEC模型，研究人员发现衰老内皮细胞SA-β-Gal阳性率至少60%，p16、p21及SASP标志物IL-8 mRNA和IL-6、IL-8蛋白升高；LEP-R在HUVEC基础表达，复制性衰老上调其蛋白而非mRNA水平；HUVEC瘦素表达很低。通过PMA诱导THP-1分化为巨噬细胞，研究人员发现分化后瘦素丰度降低，而LEP-R mRNA和蛋白升高。
2.2 瘦素处理促进内皮衰老：在SA-β-Gal<30%的衰老前HUVEC中，用30、50、100 ng/mL重组瘦素连续处理5天，研究人员发现SA-β-Gal阳性细胞增加，p16、p21 mRNA和蛋白升高；纤溶酶原激活物抑制剂-1（PAI-1）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8）和C-X-C基序趋化因子配体1（CXCL1）mRNA及IL-6、IL-8、CXCL1蛋白升高，培养液中IL-6和单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）释放增加；同时p-mTOR和p-S6升高。用mTOR抑制剂雷帕霉素干预可逆转瘦素诱导的mTOR和S6磷酸化，并降低p16、p21、白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6、IL-8、CXCL1蛋白及IL-6、MCP-1分泌。结论为瘦素促进内皮衰老和SASP，部分经mTOR通路介导。
2.3 瘦素中和抑制内皮SASP：在SA-β-Gal>60%的衰老内皮细胞中，于30 ng/mL瘦素存在下加瘦素单克隆抗体处理5天，研究人员发现IL-6、IL-8、CXCL1蛋白及IL-6、MCP-1分泌降低，但SASP mRNA、p16蛋白和SA-β-Gal阳性比例未变；p-mTOR和p-S6降低。加2 mM天冬氨酸激活mTOR后，SASP蛋白及IL-6、MCP-1分泌回升，而p16、p21不变。结论为瘦素中和抑制衰老内皮细胞SASP，至少部分通过mTOR通路，且不改变衰老率。
2.4 瘦素中和减弱巨噬细胞和内皮细胞的代谢性炎症：在高糖处理并补充瘦素的巨噬细胞中，瘦素单克隆抗体降低PAI-1、IL-6、白细胞介素-1α（IL-1α）mRNA及IL-6、IL-1β蛋白；在高糖处理并补充瘦素的内皮细胞中，瘦素中和降低IL-1α、IL-6、MCP-1 mRNA及p16、p21、IL-1β、IL-6、IL-8、CXCL1蛋白。结论为瘦素拮抗改善代谢触发的炎症。
2.5 瘦素中和减弱LPS诱导的巨噬细胞SASP样表型：在补充瘦素的THP-1来源巨噬细胞中，用1 μg/mL LPS处理24 h，研究人员发现SA-β-Gal积累、IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-8 mRNA升高，p21、IL-1β、IL-6、IL-8、CXCL1蛋白升高；瘦素中和减弱这些效应。结论为瘦素阻断可部分抑制LPS诱导的巨噬细胞SASP样表型。
2.6 瘦素中和特异性调节CD4
+ T细胞对TCR刺激的反应：基于GEO数据集GSE154401的转录组分析，研究人员比较TCR刺激的Tconv与Treg在瘦素单克隆抗体存在与否下的衰老和SASP相关转录本，发现Tconv中p21等衰老基因被诱导，瘦素中和部分减弱该特征，而Treg中呈相反趋势。随后用4名健康供者外周血单核细胞来源的CD4
+CD25
+ Treg和CD4
+CD25
? Tconv，在TCR刺激12 h、加或不加20 μg/mL瘦素单克隆抗体条件下行RT-qPCR复核；Tconv中TCR刺激诱导p16、p21、IL-1β、IL-6、IL-8、肿瘤坏死因子α（TNFα）、MCP-1、CXCL1、PAI-1，瘦素中和减弱p16、p21、IL-6、IL-8、TNFα诱导；Treg中TCR刺激降低p16、p21、IL-1β、IL-6、TNFα、MCP-1、CXCL1，瘦素中和改善p16、IL-6、TNFα、MCP-1下降。结论为瘦素阻断对T细胞的作用具有细胞类型特异性，在Tconv中呈一致的抗衰老/SASP效应。
2.7 循环瘦素与炎性衰老标志物相关且独立于BMI：在健康个体队列（n = 121）中，研究人员检测血浆瘦素及高敏C反应蛋白（hs-CRP）、IL-6、PAI-1，发现hs-CRP≥3 mg/L者更年长且平均BMI更高；BMI调整后，hs-CRP≥3 mg/L者瘦素估计边际均值7.36（95%置信区间5.79–8.92）高于<3 mg/L者的5.01（3.99–6.04），p = 0.0157；瘦素与hs-CRP、IL-6、PAI-1正相关，其中与hs-CRP和IL-6在BMI调整后仍显著；女性瘦素较高，未见与年龄相关。在T2D队列（n = 93）中，瘦素与hs-CRP、IL-6、IL-8正相关，与MCP-1无关；与hs-CRP和IL-8的相关在BMI调整后仍显著，女性瘦素较高。结论为循环瘦素与炎性衰老标志物呈BMI独立正相关。
讨论部分总结：该研究首次专门探索瘦素中和在炎性衰老模型中的影响，发现瘦素处理本身促进内皮衰老，抗瘦素抗体抑制衰老内皮细胞SASP；该SASP抑制在蛋白而非mRNA水平明显，可能与瘦素中和抑制mTOR通路有关，mTOR抑制剂和激活剂分别挽救了瘦素促衰老和SASP效应。研究将瘦素纳入过度肥胖和/或营养信号与炎性衰老相连的mTOR框架。高糖及LPS模型支持瘦素阻断减轻先天免疫相关炎症；Tconv与Treg的差异提示瘦素阻断在获得性免疫中具有细胞类型特异性。人群数据支持循环瘦素与炎性衰老标志物独立于BMI相关。讨论还指出，衰老过程中瘦素水平的研究结果不一致，可能受年龄范围和脂肪重分布影响；瘦素拮抗剂尚未临床应用，且多数拮抗剂可致食欲亢进和体重增加，近期研究尝试解偶联瘦素的代谢与免疫效应；热量限制可降低循环瘦素，可能部分解释其抗衰老获益。
研究结论翻译：总之，本研究表明，瘦素中和在五个相关炎性衰老模型中减弱炎症反应，同时外周血循环瘦素水平与炎性衰老标志物相关，并且在低度炎症增加的健康人群中更高，且独立于BMI。这些发现提示瘦素可能促进炎性衰老，并提出研究外周瘦素拮抗剂或其他降低瘦素水平的策略作为缓解该状况的有前景方法。
