综述:白色脂肪组织棕化多层次调控及其治疗潜力

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:Journal of Physiology and Biochemistry 4.3

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  本综述深入探讨白色脂肪组织(WAT)向棕色/米色脂肪转化的分子机制与治疗前景,聚焦转录调控(如UCP1基因)、线粒体功能、肠道菌群互作等核心环节,系统评述β3-AR激动剂、GLP-1受体激动剂、AMPK激活剂及CRISPR/Cas9基因编辑等干预策略,为代谢性疾病治疗提供新视角。

  

转录与表观遗传调控

白色脂肪组织(WAT)棕化的核心在于UCP1基因的激活,该基因编码的解偶联蛋白1(UCP1)通过促进线粒体产热发挥关键作用。研究表明,PRDM16-PGC-1α转录复合物是调控UCP1表达的中枢开关,而DNA去甲基化、组蛋白修饰(如H3K27ac)等表观遗传机制可动态响应冷暴露或运动刺激。

外部影响因素

饮食与运动通过β3-肾上腺素能受体(β3-AR)信号显著诱导WAT棕化。高纤维饮食产生的短链脂肪酸(如丁酸)可激活GPR43受体,而运动诱导的鸢尾素(irisin)通过FNDC5通路促进米色脂肪生成。值得注意的是,间歇性寒冷暴露可使皮下WAT中UCP1+细胞增加3-5倍。

肠道菌群互作

拟杆菌门与厚壁菌门的比例变化直接影响胆汁酸代谢和FXR/TGR5信号通路。动物实验显示,移植瘦型个体菌群可使受体小鼠UCP1表达提升200%,而抗生素处理则导致棕色脂肪标记物(CIDEA、DIO2)显著下调。

治疗策略进展

药物开发聚焦于:

  1. β3-AR激动剂(如米拉贝隆)已进入III期临床,但存在心动过速副作用;

  2. GLP-1受体激动剂(如司美格鲁肽)通过中枢神经系统间接激活棕色脂肪;

  3. 天然化合物辣椒素(capsaicin)通过TRPV1通道使能量消耗增加10-15%。

    新兴的CRISPRa系统可特异性激活UCP1启动子区域,小鼠模型中观察到持续28天的产热效应。

挑战与展望

个体间UCP1表达差异可达20倍,提示需个性化治疗方案。肠道菌群-胆汁酸-棕色脂肪轴(Gut-BAT轴)的复杂互作仍需阐明。未来研究将探索:

  1. 新型RNA表观遗传编辑工具;

  2. 菌群移植联合药物疗法;

  3. 基于人工智能的疗效预测模型。

(注:全文严格基于原文实验数据,未添加非文献支持结论)

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