昭和医科大学药学研究科的宫崎拓郎教授等人的研究团队发现,肥胖引发的免疫细胞巨噬细胞剪接调控异常,在热量限制减重后仍会长期持续。研究发现,受肥胖“记忆”影响,巨噬细胞从死细胞中回收促脂肪分解物质、将其输送至脂肪细胞的功能下降,减重后仍难以瘦下来。该研究有望推动以脂肪组织巨噬细胞为靶点的新型肥胖疗法开发。相关研究成果已于8月27日发表于期刊《Science Translational Medicine》。
图1 研究概要(供图:昭和医科大学)
肥胖导致脂肪组织巨噬细胞中CWC22功能受损,进而引起选择性剪接重编程,其中一部分在减重后仍以“肥胖记忆”的形式持续存在。编码死细胞受体SR-BI的Scarb1在肥胖状态下也发生持续性的剪接重编程。肥胖相关的SR-BII异构体增加,促进其与SR-BI形成异源复合物,该复合物发生内质网相关降解(ERAD),从而导致细胞膜上的SR-BI水平降低,并使胞葬作用(efferocytosis,即对死细胞的摄取)受损。胞葬作用降低会减少从死细胞中回收的肌苷,这被认为可能导致脂肪分解减少。
肥胖是生活方式病的代表性危险因子,即便通过控制饮食、运动等方式暂时减轻体重,其效果也难以持续。既往戒烟研究发现,人体一旦发胖,体内细胞就会将这种状态以“记忆”的形式铭刻下来。
脂肪细胞中存在大量巨噬细胞,与脂肪组织的健康和疾病均密切相关。肥胖发生时,血液中的单核细胞会聚集至脂肪组织并转化为巨噬细胞。巨噬细胞存在多种类型,其中协助组织修复的一类巨噬细胞发挥着吞噬并清除衰老、死亡细胞的胞葬功能,但该功能如何参与肥胖及后续减重,此前一直不明确。
此前,该研究团队曾报告称,在动脉硬化病变中,CWC22蛋白调控巨噬细胞的剪接过程(从mRNA中提取所需信息的机制),影响脂质处理。
此次,研究团队探究了上述机制参与肥胖及后续减重的可能性。
研究团队给小鼠饲喂高脂饮食诱导肥胖后,换用低脂饮食进行减重实验,结果显示,脂肪组织巨噬细胞中CWC22的功能(核内转位)越低的个体,体重难以下降的趋势越明显。
研究团队制备了巨噬细胞Cwc22基因缺失小鼠,发现该缺失对肥胖的发生过程无影响,但会导致后续体重下降减慢,脂肪组织重量增加。
这类小鼠的脂肪组织中,死细胞及其团块的残留多于通常水平,巨噬细胞的死细胞清除功能(胞葬作用)下降。同时,Cwc22缺失还引发了选择性剪接重编。研究认为,当CWC22功能降低时,被称为SR-BII的蛋白质表达增多,细胞表面负责死细胞吞噬的SR-BI蛋白含量下降,导致胞葬功能减弱。
研究还发现,胞葬作用吞噬死细胞时,会回收具有促脂肪分解作用的肌苷。CWC22功能减弱的小鼠体内肌苷生成减少,脂肪分解受阻,进而导致体重难以下降。
此外,研究团队利用人工核酸(反义核酸)修正剪接异常后,小鼠的死细胞清除功能与肌苷生成得到恢复,肥胖后的减重效果得到促进。
研究团队还在人体中证实,肥胖程度(BMI)越高,CWC22和SR-BI的功能就越低。利用人类脂肪组织及血液来源的巨噬细胞开展实验显示,抑制这类物质的功能后,胞葬作用和肌苷生成会下降,由此证实人体中存在与小鼠相同的机制。
宫崎教授表示:“本次研究揭示了一旦发胖就难以瘦下来的一个重要原因。通过靶向这一过程,有望改善减重停滞与体重反弹的问题。此外,我们也在致力于开发对‘难瘦体质’进行客观量化的检测方法。”
原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:Science Translational Medicine
论文:Aberrant alternative splicing memorized in adipose tissue macrophages impedes efferocytosis during post-obesity weight loss
DOI:10.1126/scitranslmed.adv0221

