《Comprehensive Physiology》：Estrogen Receptor Beta Activation Coordinates Liver Lipid Remodeling and Metabolic Fluxes, Preventing Lipotoxicity
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非选择性雌二醇激素替代疗法已知可改善绝经期间的代谢稳态，但该治疗不推荐用于具有激素反应性肿瘤遗传易感个体。相比之下，雌激素受体Beta（ERβ）的选择性激活已显示出良好前景，可促进抗肿瘤效应并调节代谢结局，尽管这些变化的机制仍知之甚少。研究人员使用选择性ERβ
非选择性雌二醇激素替代疗法已知可改善绝经期间的代谢稳态，但该治疗不推荐用于具有激素反应性肿瘤遗传易感个体。相比之下，雌激素受体Beta（ERβ）的选择性激活已显示出良好前景，可促进抗肿瘤效应并调节代谢结局，尽管这些变化的机制仍知之甚少。研究人员使用选择性ERβ激动剂二芳基丙腈（DPN）在绝经体内模型和代谢过载体外模型中研究了ERβ激活的效应。雌性Wistar大鼠接受卵巢切除术（OVX）并随后接受DPN治疗。ERβ激动剂治疗恢复了空腹血糖和血脂谱，改善了胰腺胰岛形态，并减少了腹膜后白色脂肪组织（WATr）。血清酮体和游离脂肪酸水平也恢复至对照水平，提示肝脏脂质氧化的调节。DPN治疗还特异性地在OVX动物中促进了实质性的脂质组重塑，产生脂质缓冲表型。为从机制上分离效应，肝细胞接受营养过载并用DPN处理。体外实验中，DPN同样恢复了酮体分泌，促进了对完整脂肪酸氧化的依赖性增加，并通过调控的细胞外流量分析评估显示代谢灵活性降低。总体而言，这些发现证明了ERβ在调节肝脏脂质和酮体代谢中的新作用，在雌二醇缺乏动物中具有积极的代谢结局。
该研究发表于《Comprehensive Physiology》。目前绝经后雌激素水平下降会导致代谢疾病风险增加，非选择性雌二醇激素替代疗法虽能改善代谢但会增加激素依赖性肿瘤风险，而雌激素受体Beta（ERβ）选择性激活兼具代谢调节与抗肿瘤潜力，但其对肝脏代谢的具体机制尚不清楚，因此研究人员以肝脏为核心代谢枢纽，探讨选择性ERβ激活在绝经状态下对肝脏脂质重塑与代谢流的调控作用及防脂毒性的机制。
研究人员主要采用以下关键技术方法：体内实验使用雌性Wistar大鼠，设假手术 Vehicle 组、假手术 DPN 组、卵巢切除（OVX）Vehicle 组、OVX DPN 组，进行卵巢切除术后 DPN 皮下给药；样本来源为上述四组大鼠的血清、腹膜后白色脂肪组织（WATr）、胰腺、肝脏及分离肝线粒体；体外实验使用小鼠肝细胞 AML?12 细胞系，建立高葡萄糖?棕榈酸酯（HGP）代谢过载模型并以低葡萄糖?牛血清白蛋白（LGB）为对照，给予不同浓度 DPN 处理；技术方法包括葡萄糖耐量试验、组织学分析、血清生化检测、组织糖原与甘油三酯测定、非靶向脂质组学、线粒体耗氧率测定、荧光显微镜活细胞成像、Seahorse 细胞外流量分析评估氧消耗率（OCR）与代谢灵活性、Western blot 检测氧化磷酸化及代谢检查点蛋白。
3.1 ERβ激动剂DPN调节卵巢切除（OVX）动物的葡萄糖稳态
通过对雌性Wistar大鼠为期5周的监测发现，OVX 15天后基础血糖显著升高且在第5周仍高于对照组，DPN可将OVX动物升高的基础血糖恢复至对照水平；OVX使胰岛变小且圆度下降，DPN部分保护圆度下降并在非OVX动物中增大胰岛尺寸；体重与热量摄入比在OVX中升高且不受DPN影响，表明ERβ激活主要在雌二醇缺乏条件下发挥血糖调节作用而非影响体重。
3.2 ERβ激活改善OVX动物的脂质稳态
OVX显著增加WATr重量、平均脂肪细胞面积及血清总胆固醇、低密度脂蛋白（LDL）、极低密度脂蛋白（VLDL）、甘油三酯、非酯化游离脂肪酸（NEFA）与β?羟基丁酸，DPN可逆转WATr重量增加，减小脂肪细胞面积，并将血清总胆固醇、VLDL、甘油三酯、NEFA与酮体恢复至对照水平，提示ERβ激活改善OVX诱导的血脂异常并影响肝脏酮体来源的脂质代谢。
3.3 术后OVX肝脏代谢受选择性ERβ激活调节
OVX增加肝脏糖原与甘油三酯含量及大泡性脂肪变性，DPN逆转糖原增加但对甘油三酯与脂肪变性无显著影响；脂质组学主成分分析（PCA）显示OVX DPN组与OVX Vehicle组明显分离，DPN降低磷脂与游离胆固醇（FC）、增加胆固醇酯（CE）与单、多及高度不饱和CE物种，降低总酰基肉碱（AC）包括中链AC（10:0），表明DPN在OVX动物中特异性重塑肝脏脂质组，形成脂质缓冲表型而不改变总脂质含量。
3.4 选择性ERβ激活原位重塑肝细胞脂质谱
在高葡萄糖?棕榈酸酯（HGP）肝细胞模型中，HGP增加脂滴（LD）数量与面积，DPN不改变LD数量与总面积但增大LD交换表面积；HGP增加酮体分泌而DPN阻止该增加，复现体内OVX与DPN效应，说明ERβ激活直接作用于肝细胞调节LD形态与酮体生成；线粒体压力测试显示HGP降低基础、ATP偶联与最大耗氧率，DPN有逆转趋势但不一致，Western blot显示DPN降低复合物I蛋白水平，不影响丙酮酸脱氢酶（PDH）、肉碱棕榈酰转移酶2（CPT2）与电子传递黄素蛋白α亚基（ETFA），表明代谢流改变源于速率调节而非代谢检查点蛋白量的变化。
3.5 ERβ选择性激活调节肝细胞底物依赖性与代谢灵活性
使用线粒体丙酮酸载体抑制剂UK5099、CPT1抑制剂Etomoxir与谷氨酰胺酶抑制剂BPTES进行细胞外流量分析，评估丙酮酸、谷氨酸与棕榈酸酯的氧化能力、依赖性与灵活性；HGP增加谷氨酸与丙酮酸依赖性并降低代谢灵活性，DPN进一步增加棕榈酸酯与丙酮酸依赖性并降低其灵活性，表明ERβ激活促进肝细胞对碳水化合物源性丙酮酸与脂肪源性棕榈酸酯的完整线粒体氧化，与体内降低VLDL、甘油三酯、脂肪酸、酮体及体外LD表面积增加相一致。
讨论部分总结：非选择性雌激素受体激动剂虽有代谢获益但禁用于激素反应性肿瘤易感者，ERβ激活无子宫营养效应且不增加肿瘤风险；本研究显示OVX后选择性ERβ激动剂DPN不改变体重但恢复基础血糖、改善胰岛形态、减少WATr与脂肪细胞面积、纠正血脂与酮体异常；肝脏在OVX下糖原与脂质积累增加、酮体升高提示早期代谢失衡，DPN不改变总脂质与脂肪变性却重塑脂质组向保护性CE与不饱和脂肪酸偏移，形成独特第三脂质组状态以缓冲脂毒性；分离线粒体呼吸显示OVX降低偶联效率而DPN恢复氧化磷酸化参数，但受样本量限制需谨慎解释；体外肝细胞模型证实DPN直接抑制酮体生成、增大LD交换表面并促进完整乙酰?CoA氧化，降低不完全脂质氧化与长链酰基肉碱，说明ERβ激活通过直接肝细胞机制调节脂质供应与代谢流以防乙酰?CoA过载与酮体升高；综上，ERβ激活在雌二醇缺乏与能量过载下重新配置肝脏代谢、改善全身糖脂稳态并正向调节肝脏脂质组，是绝经后代谢失衡患者非选择性雌二醇疗法的有前景替代方案。
研究结论部分翻译：雌激素调节生殖组织生长与功能，绝经后可通过经典雌激素受体激动剂治疗实现，非选择性雌激素受体激动剂亦具代谢效应，可部分逆转绝经不良代谢影响；但绝经且有激素反应性肿瘤易感者无法接受经典激素替代疗法，因此了解选择性ERβ激活的代谢影响具有重要意义，因其不增加癌症风险；本研究发现选择性ERβ激动剂DPN体内治疗不改变子宫湿重，符合ERβ不对啮齿动物生殖器官发挥营养效应的文献，也不影响下丘脑?垂体?性腺轴；雌激素缺乏能量代谢的明确后果是持续体重增加且与摄食不一定相关，OVX动物术后第一周起体重明显增加至终点，每卡路里摄入的体重增加在OVX中升高，表明雌激素缺乏提高能量转化效率，选择性ERβ激活DPN对OVX动物体重或体重/热量比无影响，与先前ERβ激动剂不显著影响体重的研究一致；尽管ERβ激动剂不影响体重，OVX后治疗引入显著改变葡萄糖与脂质代谢及含量，OVX使基础血糖升高、胰岛尺寸与圆度改变、WATr重量与血清胆固醇、LDL、VLDL、甘油三酯、脂肪酸增加，确立雌激素缺乏诱导的能量过载状态；DPN不改变葡萄糖耐量试验（GTT）但将OVX动物基础血糖恢复至对照，改善胰岛圆度、降低WATr重量与脂肪细胞面积、改善血清胆固醇、VLDL、甘油三酯与FFA，证明选择性ERβ激活即使在雌激素缺乏建立后仍可恢复代谢病风险关键标志物；血糖与胰岛形态效应提示DPN可能直接作用于内分泌胰腺，体外研究显示ERβ与ERα、GPER增强β细胞存活与功能，ERβ贡献于抗凋亡与KATP抑制模拟，ERβ?/?小鼠葡萄糖刺激后第一时相胰岛素释放延迟但基础血糖不变，另一研究DPN不显著改变OVX大鼠血糖或糖化血红蛋白，高脂喂养小鼠ERβ激动剂降低血糖并改善β细胞功能，表明受体对β细胞直接效应依赖代谢状态与动物模型；内脏脂肪减少可解释DPN降低循环FFA，因内脏脂肪高脂解活性关联心血管风险与β细胞功能障碍，ERβ激活可能促进脂肪组织重塑，雄性与OVX雌性中ERβ激动剂在不影响体重下将脂肪从内脏转向皮下、防止WAT增加、增强瘦体重、降低LDL并改善肝胰岛素敏感性；血清β?羟基丁酸与FFA一致，OVX升高而DPN恢复至对照，不完全脂质氧化为乙酰?CoA关联肝脏酮体生成，提示肝脏与脂肪组织、内分泌胰腺共同参与ERβ激活有益代谢效应，鉴于肝脏中枢角色与ERβ聚焦肝脏研究稀少，研究人员调查OVX雌性肝代谢状态；发现OVX引起肝脏代谢显著改变，糖原与脂质积累增加提示底物过载与储存信号增强，GTT曲线无差异提示胰岛素敏感性相似，但酮体增加伴脂质积累提示早期代谢相关脂肪肝（MASLD）样失代偿，虽大泡性脂肪变性在生理范围内；OVX中单不饱和增加与高度不饱和CE与TG脂肪酸物种减少显示肝脂质加工失调，DPN促进脂质组转向保护表型，降低FFA并增加酯化CE物种尤其含单、多及高度不饱和FA，与文献ERβ激动剂在高脂模型与非OVX肥胖雄鼠中降低饱和FA、增加不饱和物种一致，显示ERβ作为能量过载下雌激素缺乏条件代谢靶点的潜力；主成分分析重要发现是OVX DPN组脂质组不仅区别于OVX与Vehicle对照，更代表独特第三脂质组状态，可能反映适应以缓冲脂毒性，由CE增加强化该假设，此独特表型引未来探索；评估新鲜分离肝线粒体功能发现OVX动物状态3与状态4耗氧升高但偶联效率降低，雌激素缺乏已知特征可被非选择性雌二醇恢复，本研究DPN处理的OVX动物线粒体氧偶联率与对照无差，表明治疗恢复这些氧化磷酸化参数，结果不同于既往非选择性雌二醇效应，提示ERβ对线粒体呼吸有独特影响，受样本量限制需谨慎解释；虽未见ERβ线粒体肝脏效应先前报道，部分工作显示ERβ参与肝脂质代谢并可减缓MASLD进展，尽管其在肝脏表达较低；本研究OVX诱导脂质积累与轻度脂肪变性无结构损伤，提示亚临床代谢失衡，DPN不改变总肝脂质量与组织学大泡性脂肪变性但深刻转变脂质物种组成，ERβ激活触发脂质组偏移至保护表型，将毒性游离FA转化为甘油三酯作为缓冲机制，与改善血清学结局相关；为理解肝细胞代谢变化，进行AML?12肝细胞体外研究，模型重现体内营养过载效应即脂滴积累与酮释放增加，DPN阻止酮生成但不影响脂质积累；体内显著降低数种磷脂关联超大LD低交换表面不利代谢化，体外定量显示DPN增大LD交换表面积提示代谢可及性增强，数据表明ERβ激活直接调节肝细胞内可用于氧化的FFA类型，通过调节脂质供应防止乙酰?CoA过载即酮生成前体，因效应可在肝细胞复现，这些代谢转变由直接细胞机制驱动而非药物全身效应；有趣的是雌二醇已知增强肝脏氧化装置与底物氧化，部分与本结果一致即ERβ可能增加对碳水化合物源性丙酮酸与棕榈酸酯完整氧化的依赖并降低灵活性，该转换促进完整乙酰?CoA氧化、伴随长链酰基肉碱降低，解释体内外营养过载下不完全脂质氧化与酮体释放减少；总体而言，ERβ激活在肝脏细胞促进特定代谢重构，影响体内脂质与葡萄糖代谢，改善全身糖脂稳态并正向调节肝脏脂质组，尽管雌激素缺乏下持续能量过载，这些发现凸显ERβ激活作为非选择性雌二醇疗法有前景的替代，尤其适用于已建立代谢失衡的绝经后女性。
