**中文标题：** α-乳白蛋白-油酸复合物调控代谢平衡：控制体重增长、血糖水平及肠道通透性的机制研究

《Scientific Reports》：Balancing metabolism–control of weight gain, blood glucose levels and intestinal leakiness by alpha-lactalbumin-oleic acid complexes

　　

本研究提出了一种利用肽-脂肪酸复合物治疗肥胖和糖尿病的新分子概念。口服给予BAMLET复合物可减少饮食诱导肥胖的C57BL/6小鼠的体重增长和高血糖。肠道葡萄糖和脂质代谢受到广泛影响，包括FGF19和脂联素控制的基因网络。BAMLET治疗进一步靶向葡萄糖转运蛋白GLUT2，减少肠道Slc2a2表达及GLUT2蛋白水平，并靶向其葡萄糖结合口袋。细胞模型中GLUT2水平降低和葡萄糖摄取抑制支持其对葡萄糖摄取的潜在体内效应。BAMLET治疗进一步抑制了慢性肥胖B6.Cg-Lepob/J小鼠的体重增长及脂联素和瘦素相关基因网络，且两种背景下内脏和系统性脂肪组织生长均受到抑制。研究人员通过计算机模拟（in silico）预测了BAMLET与AdipoR2脂联素受体的油酸结合口袋及瘦素受体Ig样结构域的相互作用，并通过表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）证实。BAMLET在C57BL/6-Ins2Akita/J小鼠中的快速效应进一步提示其与慢性糖尿病的相关性，治疗三天后肠道通透性得到逆转，持续治疗伴有体重增长。研究结果将BAMLET鉴定为一种可口服的代谢调节剂，并为治疗代谢性疾病提供了一种新的、无毒的途径。

**论文解读：**

**一、研究背景与科学问题**

代谢功能障碍是全球范围内公认的重大健康威胁，与糖尿病、代谢综合征、肥胖及癌症密切相关。经典的治疗策略如胰岛素替代疗法、饮食调整和生活方式干预存在各自的局限性。近年来创新的治疗方法主要靶向肥胖和2型糖尿病的核心机制，包括胰高血糖素样肽-1（Glucagon-Like Peptide-1, GLP-1）和葡萄糖依赖性促胰岛素多肽（Glucose-Dependent Insulinotropic Polypeptide, GIP）的合成类似物。虽然这些疗法显著改善了大量患者的代谢控制和生活质量，但其常见的不良反应限制了患者耐受性，凸显了开发额外口服治疗策略的必要性。此前研究已表明，由牛α-乳白蛋白和油酸形成的BAMLET复合物（Bovine Alpha-lactalbumin Made LEthal to Tumor cells）在口服给药后对结肠癌易感的ApcMin/+小鼠具有显著的治疗效果，且在该过程中检测到代谢途径的改变，提示BAMLET可能具有治疗代谢疾病的潜力。基于此，研究人员系统研究了口服BAMLET对肥胖和糖尿病小鼠模型的治疗效果及其分子机制。

**二、研究核心发现与结论**

该研究通过三个独立的动物模型系统揭示了BAMLET作为一种口服代谢调节剂的广泛治疗潜力。在饮食诱导肥胖的C57BL/6小鼠中（模拟2型糖尿病），口服BAMLET显著抑制了体重增长和高血糖。在基因性肥胖的B6.Cg-LepR^ob/J小鼠中（缺乏瘦素控制的食欲调控），BAMLET从4周龄开始给药同样显著降低了体重增长速率和血糖水平。值得关注的是，在慢性1型糖尿病模型C57BL/6-Ins2^Akita/J小鼠（呈现瘦弱和肠道屏障严重受损）中，仅3天的BAMLET治疗即可逆转其肠道通透性增加，持续治疗则促进体重恢复。这些结果明确将BAMLET鉴定为一种口服可及且无毒性的代谢疾病治疗新分子，其在三种不同病因的代谢疾病模型中均展现治疗潜力，提示其具有广泛的临床应用前景。

**三、主要技术方法**

研究人员利用以下核心技术手段开展研究：（1）采用饮食诱导肥胖C57BL/6小鼠、基因性肥胖B6.Cg-LepR^ob/J小鼠及慢性糖尿病C57BL/6-Ins2^Akita/J小鼠三种临床前动物模型，通过饮水给予BAMLET进行体内干预实验；（2）结合全基因组转录组学分析（Clariom S阵列）和功能通路富集分析，解析BAMLET处理的肠道基因表达谱变化；（3）运用AlphaFold 3进行蛋白质-配体相互作用的计算预测，并通过表面等离子体共振（SPR，Biacore）技术验证；（4）使用IVIS活体荧光成像系统追踪荧光标记BAMLET的体内生物分布；（5）通过细胞实验（DLD-1、HepG2、Beta-TC-6）验证GLUT2蛋白水平及葡萄糖摄取功能。

**四、主要研究结果**

**（一）口服BAMLET减少饮食诱导肥胖C57BL/6小鼠的体重增长和血糖水平**

在高脂饮食（High Fat Diet, HFD）诱导的肥胖C57BL/6小鼠模型中，口服BAMLET显著抑制了体重增长，并明显改善了空腹血糖水平。治疗组小鼠在摄入BAMLET两周后体重和血糖水平即显著低于安慰剂对照组，且该效应在治疗持续到第七周时依然显著。值得注意的是，正常饮食（chow）C57BL/6小鼠中BAMLET并未显示出对体重或血糖的显著影响，表明BAMLET的作用倾向，即仅在代谢失衡状态下发挥功能。

**（2）BAMLET对C57BL/6小鼠肠道基因表达的影响**

对肠道组织的全基因组转录组分析显示，BAMLET治疗显著抑制了高脂饮食诱导的代谢和癌症相关基因表达。BAMLET治疗抑制了多个关键代谢通路，其中葡萄糖转运蛋白GLUT2的编码基因Slc2a2被强烈抑制（FC=-203）。同时，BAMLET治疗显著上调了肠道激素FGF15（成纤维细胞生长因子15，即人类FGF19的同源）、及其下游基因网络，包括编码脂联素的Adipoq基因和一系列与脂质和碳水化合物代谢相关的基因。

**（3）BAMLET对B6.Cg-LepR^ob/J小鼠肠道基因表达的影响**

在B6.Cg-LepR^ob/J肥胖小鼠的肠道中，BAMLET治疗显著抑制了Lep（瘦素，FC=-43.8）和Adipoq（脂联素，FC=-16.7）及相关基因网络，以及糖尿病相关功能、脂质代谢和胰岛素抵抗相关基因的表达，使其代谢基因表达谱趋于正常化。

**（4）BAMLET在体内的生物分布**

荧光成像分析显示，口服给药BAMLET后，其荧光信号主要在肠道中被检测到，并且在高脂饮食小鼠中的肠道滞留时间明显长于正常饮食对照组。弱信号也见于肝脏、肾脏和膀胱，提示主要通过这些途径排泄，未发现血液、脾和肺中的显著分布。研究结果表明肠道是BAMLET口服后的主要靶器官。

**（5）BAMLET对内脏和系统性脂肪组织的作用**

BAMLET治疗显著抑制了HFD诱导的小鼠内脏脂肪组织（如肠系膜脂肪组织，MAT）堆积以及附睾白色脂肪组织（eWAT）、腹股沟白色脂肪组织（ingWAT）和腹膜后白色脂肪组织（reWAT）的系统性生长。此外双色成像，BAMLET治疗抑制了HFD诱导的棕色脂肪组织（BAT）的“变白”现象——即抑制了脂滴增大、线粒体丧失等病理改变，并减轻了肝脏脂肪变性。这些组织学的宏观与微观证据共同表明BAMLET恢复系统性代谢稳态的能力。进一步的功能性研究表明，BAMLET显著改善了HFD小鼠的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性。

**（5）GLUT2作为BAMLET在肠组织中的靶点**

Western blot分析证实，BAMLET治疗显著降低了小鼠肠道组织中GLUT2的蛋白水平。体外实验中，BAMLET显著降低了DLD-1（人结肠癌细胞）、HepG2（人肝癌细胞）和Beta-TC-6（小鼠胰岛β细胞瘤细胞）中的GLUT2染色水平，并显著抑制了细胞对2-NBD-葡萄糖的摄取。AlphaFold 3预测BAMLET及其衍生物alpha1-oleate复合物可与GLUT2的葡萄糖结合口袋相互作用，SPR（Biacore）分析证实了BAMLET和alpha1-oleate与重组GLUT2蛋白具有剂量依赖性的直接结合。这些结果揭示了BAMLET抑制GLUT2的多种平行机制。

**（6）与脂联素受体2（AdipoR2）和瘦素受体Ig样结构域的分子相互作用**

AlphaFold 3预测alpha1-oleate复合物可高置信度（ipTM=0.72）地与AdipoR2受体胞外侧的跨膜螺旋5和6间的胞外环（TM5-TM6 loop）结合，其中一个油酸分子占据AdipoRI内的油酸结合口袋。SPR证实了alpha1-oleate（而非单独的alpha1肽）与AdipoR2的剂量依赖性结合。此外，BAMLET和alpha1-oleate也被预测与瘦素受体LEP-R的胞外Ig样结构域结合，SPR分析验证了这一相互作用，表明其可能通过空间位阻或构象限制来干扰瘦素信号传导。

**（7）BAMLET对慢性糖尿病Akita小鼠的作用**

在慢性糖尿病Akita小鼠中，口服BAMLET治疗两周后开始出现体重增加的显著改善，持续治疗七周后恢复明显。荧光成像显示BAMLET在Akita小鼠肠道中的滞留信号显著高于健康C57BL/6小鼠。活体肠道通透性分析表明，3天BAMLET治疗几乎完全消除了Akita小鼠的FITC-葡聚糖（4kDa）从肠道漏入血液的现象，表明肠道屏障完整性肽迅速修复。基因表达分析显示，BAMLET治疗将Akita小鼠肠道差异表达基因的数量从1,300个减少到约250个，并广泛抑制了与糖尿病、脂质代谢和炎症相关的基因功能，但对胰腺的转录组影响有限。

**五、总结与讨论**

研究结果表明BAMLET的作用机制是多靶点、多层面的。在分子层面，BAMLET通过抑制肠道Slc2a2/GLUT2表达和功能来减少肠道葡萄糖摄取，通过激活FGF15和调节脂联素、瘦素网络来系统性改善糖脂代谢稳态，并可直接与AdipoR2和LEP-R结合以影响下游信号通路；在组织层面，BAMLET减少内脏和全身脂肪堆积，保护棕色脂肪组织功能，逆转肝脏脂肪变性。在慢性糖尿病模型（Akita）中，BAMLET在极短时间（3天）内恢复受损的肠道屏障，这与其对肠道代谢基因网络的广泛调节相关联。BAMLET的作用明显区别于现有的GLP1受体激动剂类降糖药，其未对GLP1R基因网络产生调节。BAMLET在健康小鼠中不产生显著的体重或血糖效应，表明其具有“纠正性”而非“抑制性”的药理活性，兼具良好的安全性。该研究将BAMLET确立为一种代表口服活性代谢调节剂的创新分子实体，为治疗糖尿病、肥胖症及相关代谢紊乱提供了一种开创性的、非毒性的治疗新策略。