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这个细胞因子“一箭双雕”

来源:《中国科学报》2021-11-29 09:19

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  ■记者 朱汉斌

  11月24日,暨南大学医学部生物医学转化研究院教授尹芝南团队与合作者,在《自然》在线发表的研究成果显示,白细胞介素27(IL-27)具有促进脂肪细胞产热和能量消耗的作用,其主要响应细胞是脂肪细胞而非免疫细胞,并且IL-27具有减轻肥胖和提高胰岛素信号敏感性,即改善2型糖尿病的治疗作用。

  “这一工作历时7年才得以完成。”尹芝南对《中国科学报》表示。

  发现减肥新靶点

  近年来,随着富含脂肪和糖等高能量食品的摄入持续增加,以及越来越多的工作为久坐形式,人们罹患超重或肥胖的比率快速上升。世界卫生组织流行病学调查显示,2016年,18岁以上的成年人中有超过19亿人超重(身体质量指数即BMI≥25),其中超过6.5亿人为肥胖(BMI≥30),流行率与1975年相比增长近3倍。

  “肥胖的根本原因是卡路里的摄入超过消耗,引起能量以脂质形式在脂肪细胞中堆积,而免疫细胞深度参与此过程。因而,寻找新的治疗靶点,尤其是直接靶向脂肪细胞而有效减重的分子尤为迫切。”尹芝南说。

  尹芝南长期从事免疫与健康的基础和临床研究,在T细胞领域取得一系列开创性成果,并将研究成果成功应用于临床转化。此次,尹芝南团队通过构建多种基因工程小鼠,进行高脂饮食诱导的肥胖模型,并结合肥胖人群样本发现,肥胖人群血清中IL-27水平下降;突破了传统观念中IL-27专一性靶向免疫细胞的认知,首次发现IL-27通过直接作用于脂肪细胞,导致白色脂肪细胞棕色化,并激活UCP1介导的“脂肪燃烧”;通过将脂肪组织中的脂质转变为热量消耗掉,从而达到降低体重和改善糖尿病等代谢性疾病的目的。

  “体重增加,从表面上来看是脂肪细胞增大,但根本原因是胰岛素抵抗。”尹芝南解释,团队发现的IL-27作用于脂肪细胞燃烧,一方面是减肥,但最主要是改善了胰岛素抵抗。改善胰岛素抵抗,对治疗肥胖及很多疾病都具有重要意义,如脂肪肝、多囊卵巢综合征等。

  尹芝南指出,该研究突破了对IL-27仅专注于调节免疫系统的传统认知,为肥胖及其相关代谢性疾病的治疗提供了新的靶点和潜力药物,而IL-27作为体内正常表达的分子,具有良好的安全性,因而具有巨大的临床应用潜力和市场价值。不过,他也同时强调,从实验室到临床,还有很长的路要走。

  “在肥胖过程中是哪个细胞产生IL-27?IL-27在脂肪细胞的相互作用过程中有没有受到其他细胞的作用,有没有受到情绪的影响?这些都是团队接下来要做的基础研究。”尹芝南说。

  躺平燃烧卡路里?

  传统观点认为,免疫细胞尤其是T细胞、B细胞和巨噬细胞,是IL-27的主要响应细胞,而脂肪组织局部含有大量的巨噬细胞和T细胞。

  为了探究IL-27通过何种细胞发挥改善肥胖的作用,尹芝南团队构建了IL-27Rα的条件性敲除小鼠。他们意外发现,在T/B细胞和巨噬细胞中特异性缺失IL-27Rα,都不影响小鼠对高脂诱导肥胖的易感性。这促使作者猜想,IL-27是否还有其他未被发掘的响应细胞。

  为此,尹芝南团队利用IL-27Rα全身性敲除小鼠开展了骨髓嵌合实验,并进行了高脂饲喂或寒冷刺激。结果发现,IL-27信号主要通过非造血系统来源的细胞影响产热与肥胖进程。一个大胆的想法在尹芝南脑海中产生:IL-27是不是可以直接靶向脂肪细胞来促进产热、改善肥胖进程呢?

  为了验证上述假设,研究人员首先分离了脂肪组织中的脂肪细胞组分,发现上面确实有IL-27Rα的表达;对体外分化的原代脂肪细胞进行免疫荧光染色,也可以观察到IL-27Rα的阳性表达;并且IL-27处理体外分化的脂肪细胞可以上调UCP1的表达。

  于是,他们再次构建了脂肪细胞上特异性缺失IL-27Rα的小鼠和棕色/米色脂肪细胞特异性缺失IL-27Rα的小鼠,这些小鼠也的确表现出对肥胖诱导和寒冷刺激实验的易感性。这些结果表明,IL-27确实可以直接靶向脂肪细胞,以促进产热、减轻肥胖。

  “我们在动物实验中,注射重组IL-27可以显著减轻肥胖小鼠的体重并改善胰岛素信号敏感性,初步验证了IL-27作为治疗药物的潜力。”论文共同第一作者、暨南大学附属珠海市人民医院博士后王倩解释,该研究成果的主要优势是IL-27是在本体表达的蛋白,不是人工合成的外源性化合物。

  “我们可以在不用限制饮食、不用节食的情况下改善2型糖尿病、燃烧脂肪、减轻体重,从机制上改善胰岛素信号的敏感性。”论文共同第一作者、暨南大学附属珠海市人民医院博士后李德海介绍。

  “我们非常期待能够尽快将这一治疗靶点产业化,推动其临床应用,研发出RNA相关药物,为肥胖、糖尿病、脂肪肝等一系列代谢性疾病提供一个全新的治疗方法。”尹芝南还透露了另一研究方向——通过IL-27水平变化,预判身体健康状况。

[ 责编:武玥彤 ]
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