综述：应用纳米结构在鼠类模型中的抗肥胖治疗：系统综述

《OpenNano》：Anti-obesity therapeutics through the application of nanostructures in murine models: a systematic review

　　

肥胖是一种高度流行的慢性疾病，基于生活方式的干预通常长期疗效有限。纳米技术已作为一种临床前策略出现，旨在改善抗肥胖药物的生物利用度（bioavailability）、稳定性（stability）、组织递送（tissue delivery）和代谢活性（metabolic activity）。本系统综述评估了基于纳米结构的干预措施在饮食诱导的肥胖鼠类模型中的效果。遵循PRISMA指南，在PubMed、Web of Science和Scopus中检索，确定了26项符合条件的体内（in vivo）研究，这些研究包含肥胖对照组，并评估了肥胖相关结局，包括体重（body weight）、肥胖度（adiposity）、脂肪量（fat mass）、食物摄入（food intake）、代谢调节（metabolic regulation）及相关分子通路（molecular pathways）。在异质性纳米平台中，与肥胖对照组相比，纳米赋能干预措施通常降低了体重、肥胖度、脂肪量、脂肪组织蓄积或肥胖相关代谢功能障碍。报告的作用机制涉及调节脂质代谢（lipid metabolism）、刺激脂肪酸β-氧化（fatty acid β-oxidation）、抑制脂肪细胞分化（adipocyte differentiation）、诱导褐变相关产热通路（browning-related thermogenic pathways）、改善糖脂稳态（glucose–lipid homeostasis），以及减轻炎症、氧化和内质网应激信号（inflammatory, oxidative, and endoplasmic reticulum stress signaling）。然而，这些发现应谨慎解读，因为纳入研究在纳米材料组成、理化性质、活性化合物、给药途径、剂量、治疗持续时间、肥胖诱导方案及结局评估方面存在显著差异。此外，SYRCLE偏倚风险评估（SYRCLE risk-of-bias assessment）在核心方法学领域显示出频繁的不明确判断，尤其是与随机化（randomization）、分配隐藏（allocation concealment）、饲养条件（housing conditions）和盲法程序（blinding procedures）相关的领域。多项研究还提供了关于动物特征、生物分布（biodistribution）、组织蓄积（tissue accumulation）、长期安全性（long-term safety）和毒性（toxicity）的有限信息。总体而言，当前证据表明，基于纳米结构的抗肥胖干预措施在临床前鼠类模型中是有前景的概念验证策略，而非已准备好进入临床转化的方法。未来研究应纳入标准化的理化表征、透明的动物和实验条件报告、头对头比较设计、生物分布分析及长期毒性评估，然后才能将这些平台推进至人类代谢应用。

1. Introduction
引言部分指出，肥胖是一种高度流行的慢性疾病，是全球发病率和死亡率的主要贡献因素。全球成人超重和肥胖（BMI ≥25 kg/m2）患病率从1980年的28.8%上升至2013年的36.9%（男性）和38.0%（女性）。肥胖与心血管代谢风险升高相关，例如肥胖成人卒中风险增加（HR=1.16），2型糖尿病风险增加超过4倍（RR=4.56），脂肪量每增加10%与全因死亡率升高相关（HR=1.11）。尽管热量限制和体力活动仍是肥胖治疗的基石，但长期疗效有限，间歇性能量限制和 aerobic exercise 仅能带来适度的体重减轻和腰围减少。纳米技术具有增强热量摄入控制和能量消耗调节的潜力，纳米结构递送系统具有独特的理化特性，如高表面积体积比、增强吸收能力和改善生物利用度，可增强对靶组织生物过程的调节能力。基于此，提出了三种主要治疗途径：改善食品生化质量、封装并控制递送抗肥胖药物、支持基因或表观遗传调控策略。本系统综述旨在评估基于纳米结构的抗肥胖干预措施对饮食诱导肥胖鼠类模型体重、肥胖度和代谢结局的影响，提供纳米赋能肥胖治疗临床前治疗潜力的最新评估。

2. Methods
方法部分描述，本系统综述遵循PRISMA指南，使用PICO框架构建研究问题。人群为饮食诱导肥胖鼠类模型；干预为基于纳米结构的抗肥胖治疗；对照为肥胖对照组接受载体或无治疗，以及空白纳米材料或游离活性化合物比较；主要结局包括体重、BMI、脂肪量、脂肪组织重量或形态、食物摄入、热量摄入和/或能量消耗。定性合成的主要比较是纳米结构干预与相应肥胖对照组的对比。研究方案已在PROSPERO前瞻性注册（CRD42023395220）。检索策略在PubMed、Web of Science和Scopus中进行，时间范围为2018年1月至2026年5月，语言限于英语，使用与"Nanostructures"和"Obesity"相关的受控词汇和自由词。纳入标准包括：饮食诱导肥胖鼠类模型的体内实验研究；使用纳米结构、纳米载体或纳米材料平台递送生物活性物质或药物，或发挥抗肥胖治疗作用；包含肥胖对照组；评估至少一项主要肥胖相关结局。排除标准包括非鼠类物种、非肥胖鼠类模型、非体内设计、无纳米结构干预、无肥胖相关结局、无肥胖对照组，以及模型包含额外诱导或预先存在的与肥胖无关的病理状态（如化学诱导糖尿病、癌症等）。研究筛选和数据提取由四位独立评审者进行，分歧由第五位评审者协商解决。偏倚风险评估使用SYRCLE动物干预研究偏倚风险工具，评估10个领域：序列生成、基线特征、分配隐藏、随机饲养、照顾者/研究者盲法、随机结局评估、结局评估者盲法、不完整结局数据、选择性结局报告和其他偏倚来源。每个领域判断为低、高或不明确风险。

3. Results
结果部分总结了研究选择过程。在去重后，从PubMed、Web of Science和Scopus筛选出147条记录，71条因明显不相关被排除，76篇报告寻求全文检索，其中17篇无法获取全文，59篇进行全文资格评估，最终33篇被排除，26篇纳入定性合成。纳入研究主要以雄性鼠类模型为主，多为C57BL/6相关品系小鼠，部分使用Wistar大鼠或其他品系。基线年龄通常为3-12周，有些研究报告基线体重而非确切年龄。饮食诱导肥胖采用高脂、高热量、果糖强化或高热量饮食方案，脂肪含量从中等至高脂（达60%能量），诱导时长从几周至数月不等。纳米结构平台包括聚合物纳米颗粒、脂质纳米颗粒、纳米结构脂质载体、纳米胶束、niosomes、纳米乳剂、纳米纤维、细胞外囊泡样纳米颗粒、无机纳米颗粒、碳基纳米结构、热敏水凝胶递送系统和微针递送系统。活性成分包括姜黄素、金纳米颗粒、C₆₀富勒烯、sclareol、姜/蒜衍生化合物、辣椒素、celastrol、花青素提取物、透明质酸、罗格列酮、槲皮素、反式白藜芦醇、十四烷酸-2,4-二硝基苯酚酯、GDNF质粒、柚皮素、辛伐他汀、芹黄素、壳聚糖低聚糖纳米颗粒、吲哚青绿、氧化铁纳米颗粒、橙皮苷纳米颗粒、植物乳杆菌胞外囊泡、纳米槲皮素和IR780光热系统。给药途径包括口服、经皮、腹腔、皮下、局部脂肪组织注射、微针辅助递送和尾静脉注射。

3.1 Effects of nanostructure-based interventions in obese murine models
在26项纳入研究中，基于纳米结构的干预措施通常与饮食诱导肥胖鼠类模型中肥胖相关结局的有利变化相关。最常报告的结局包括体重、体重增加、肥胖度、脂肪组织重量、脂肪细胞肥大、食物摄入和肥胖相关代谢参数。这些结局的评估不一致，反应幅度因纳米结构组成、活性化合物、剂量、给药途径、治疗持续时间和肥胖诱导方案而异。报告了涉及脂质代谢、脂肪生成、脂肪组织褐变、炎症和应激信号通路及全身糖脂稳态的分子和组织学终点。多项研究显示体重和脂肪量减少，例如金纳米颗粒降低体重和内脏脂肪，sclareol脂质纳米颗粒降低体重和肥胖度，C₆₀富勒烯降低肝脏脂肪生成标志物。纳米制剂如槲皮素、姜黄素、橙皮苷和纳米槲皮素也报告了体重、脂肪组织积累和循环脂质指标的改善。一些干预与脂肪细胞形态和褐变相关标志物改变相关，如辣椒素纳米结构脂质载体降低PPARγ和C/EBPα表达，透明质酸纳米颗粒通过CD44信号抑制脂肪生成，罗格列酮纳米颗粒增加Ucp₁表达，白藜芦醇纳米颗粒诱导多房脂肪细胞形态。局部递送策略如微针递送TADNP纳米胶束、辛伐他汀PLGA纳米颗粒、芹黄素PLGA纳米颗粒、ROS放大脂质纳米颗粒和光热系统均与脂肪组织质量减少、脂肪细胞缩小和褐变标志物增加相关。此外，一些制剂报告了炎症、氧化应激和应激相关标志物的变化，如celastrol纳米胶束降低PARK和SERCA2b表达，大蒜外泌体样纳米颗粒降低神经炎症标志物，ROS放大脂质纳米颗粒结合冷大气等离子体降低氧化应激标志物。植物乳杆菌胞外囊泡和GDNF(pDNA)脂质纳米颗粒也报告了全身代谢和微生物组改变。总体而言，这些研究在多个肥胖相关领域报告了变化，但研究间在动物模型、饮食、纳米结构特性、活性化合物、给药途径、剂量和治疗持续时间方面存在显著异质性。

3.2 Risk of Bias Assessment
SYRCLE偏倚风险评估显示，在26项研究中，低风险领域的描述性计数范围为2至6/10。大多数研究提供了足够信息描述实验性肥胖模型、纳米结构干预和主要肥胖结局。然而，与偏倚预防相关的领域（如序列生成、分配隐藏、随机饲养、照顾者/研究者盲法、随机结局评估、结局评估者盲法）经常被判断为不明确，因为原始文章未明确报告这些方法学保障措施。最一致被评为低风险的是不完整结局数据和选择性结局报告，因为大多数研究报告了其方法中描述的主要肥胖结局。不明确评级反映了根据SYRCLE标准报告不足，而非这些程序缺失的证据。部分研究报告了动物基线特征、每分析样本量、分配程序、饲养条件、详细安全性评估、生物分布和利益冲突声明方面的空白。

4. Discussion
讨论部分综合了26项体内研究的证据，表明纳米赋能干预措施在多个肥胖相关领域得到评估，最一致的发现涉及体重、肥胖度、脂肪组织重塑和代谢/炎症标志物。然而，这些效应在高度多样的纳米平台、活性剂、剂量、给药途径、治疗持续时间和实验模型下观察到，因此当前证据不应被解释为任何特定纳米结构或治疗机制的优越性，而是表明不同的纳米赋能策略可在临床前模型中作用于肥胖表型的多个生物学组分。核心模式是多项纳米赋能干预影响了脂质处理和脂肪组织重塑相关结局，与白色脂肪组织重塑与代谢健康密切相关的现有证据一致。局部和组织定向递送作为另一相关轴出现，微针系统、脂肪靶向纳米颗粒、光热平台、热敏水凝胶储库和局部注射聚合物纳米颗粒主要设计用于将干预集中于脂肪组织或代谢活性沉积。炎症、氧化和细胞应激相关标志物在纳入研究中反复出现，与肥胖文献中慢性低度炎症、氧化应激和内质网应激是脂肪组织功能障碍和全身代谢损伤的关联组分一致。一些研究将纳米赋能抗肥胖干预扩展至器官间代谢信号传导，如肝脏靶向GDNF(pDNA)脂质纳米颗粒、大蒜外泌体样纳米颗粒和植物乳杆菌胞外囊泡与肝、脑、脂肪和免疫代谢结局相关。大部分干预使用植物化学物质或多酚，但纳米载体改善药理性能的程度仍不确定，因为少数研究在匹配剂量条件下直接比较了纳米制剂与游离化合物。纳入研究的高度异质性限制了直接比较和最佳平台的识别。方法学不确定性进一步限制了结果解读，SYRCLE评估中多个领域不明确，主要反映原始文章方法学细节不足。尽管生物学方向总体有利，但内部有效性信心因关键偏倚预防程序报告不完整而受限。安全性和转化可行性仍是主要未解决问题，大多数研究未提供全面的生物分布、组织蓄积、清除、长期蓄积、免疫激活、生殖毒性或延迟的器官特异性不良效应评估。本综述的局限性包括语言限制、未能获取全文、排除非DIO模型和预防性设计、Scopus检索策略可能降低材料科学类研究的检索，以及无法进行meta分析。未来研究应优先考虑方法学标准化和转化相关性，包括纳米结构表征标准化、动物实验透明报告、剂量-反应分析、头对头比较、生物分布和清除评估、重复剂量安全性评价，以及验证鼠类模型中分子和代谢特征在人类相关实验系统中的可重复性。

5. Conclusion
结论部分总结，基于纳米结构的干预措施在饮食诱导肥胖鼠类模型中通常与有利的抗肥胖结局相关，包括体重、肥胖度、脂肪组织形态、脂质相关标志物、炎症和氧化标志物、肝脏结局及全身糖脂参数的变化。这些发现表明，纳米载体不仅能增强溶解度或生物利用度有限的生物活性化合物的活性，还能调节肥胖调控中心的代谢网络。然而，当前证据仍处于临床前阶段，具有异质性，并受限于关键方法学保障措施报告不完整、纳米颗粒配方和剂量策略的变异性，以及缺乏长期安全性和生物分布数据。因此，这些平台应被视为有前景的实验策略，而非已确立的抗肥胖疗法。向转化相关性的进展需要标准化的理化报告、严格的长期组织分布和保留评估、全面的毒性评估、比较有效性研究，以及验证鼠类系统中观察到的机制特征是否在人类代谢情境中持续存在。