肥胖是一個(gè)全球性的問(wèn)題，需要確定更有效的治療靶點(diǎn)，并更好地了解關(guān)鍵的分子發(fā)病機(jī)制。已知膜聯(lián)蛋白A1（ANXA1）抑制磷脂酶A2，具有抗炎活性。然而，ANXA1在肥胖中的具體作用及其潛在的作用機(jī)制尚不清楚。2024年8月23日，北京大學(xué)鄭樂(lè)民教授、華南理工大學(xué)劉東輝教授及西南醫(yī)科大學(xué)徐勇教授共同通訊在Signal Transduction and Targeted Therapy (IF 40.8) 在線發(fā)表題為“Annexin A1 binds PDZ and LIM domain 7 to inhibit adipogenesis and prevent obesity”的研究論文，文章首次揭示了ANXA1抑制脂肪生成的分子機(jī)制，闡明了ANXA1是預(yù)防和治療肥胖的潛在靶點(diǎn)。
01 研究結(jié)果
1、敲除ANXA1會(huì)加重HFD喂養(yǎng)小鼠的肥胖和代謝紊亂
基因表達(dá)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在人類和小鼠中，脂肪組織ANXA1水平升高與肥胖之間存在相關(guān)性，與HFD-WT小鼠相比，Anxa1KO 小鼠經(jīng)HFD 飼喂后體重顯著增加、總體代謝率下降，表現(xiàn)出明顯的葡萄糖耐受不良和嚴(yán)重的胰島素抵抗，此外SAT脂質(zhì)含量、肝臟重量和肝臟TG水平也明顯高于HFD-WT小鼠，表明敲除ANXA1可促進(jìn)HFD誘導(dǎo)的肥胖和代謝紊亂。為了確定脂肪組織特異性ANXA1的作用，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了脂肪特異性ANXA1敲除 (Anxa1AKO)小鼠。與對(duì)照組小鼠相比，飼喂HFD 16周后Anxa1AKO小鼠表現(xiàn)為體重顯著增加、整體代謝率下降、肥瘦質(zhì)量比升高，SAT中分散的脂肪細(xì)胞增大；此外HFD-Anxa1AKO小鼠的TC、TG和LDL-C水平顯著上調(diào)，表明維持循環(huán)脂質(zhì)水平需要ANXA1；同時(shí)HFD-Anxa1AKO小鼠的基礎(chǔ)胰島素水平顯著升高，與對(duì)照組相比，HFD-Anxa1AKO小鼠表現(xiàn)出葡萄糖耐受不良和胰島素抵抗，這意味著ANXA1也是葡萄糖調(diào)節(jié)和影響外周組織胰島素敏感性所必需的。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)小鼠中ANXA1過(guò)表達(dá)可抵抗HFD誘導(dǎo)的肥胖，表明ANXA1對(duì)脂肪組織的穩(wěn)態(tài)發(fā)揮有益作用，從而減輕脂肪毒性對(duì)其他器官的損害。
脂肪組織特異性缺乏ANXA1會(huì)加重HFD小鼠的肥胖和胰島素抵抗
2、ANXA1抑制小鼠脂肪組織源性SVF向成熟脂肪細(xì)胞的分化
研究團(tuán)隊(duì)從脂肪組織中提取了含有大量前脂肪細(xì)胞的異質(zhì)細(xì)胞群SVF，通過(guò)分析與脂肪生成密切相關(guān)基因的mRNA水平，發(fā)現(xiàn)在Anxa1AKO小鼠的SVF中，調(diào)節(jié)脂肪形成的關(guān)鍵基因Pparg mRNA水平顯著升高；與對(duì)照組小鼠相比，來(lái)自Anxa1AKO小鼠的SVF表現(xiàn)出明顯的脂肪細(xì)胞成熟傾向；另一方面，敲低WT小鼠SVF中的ANXA1表達(dá)可明顯增加PPARγ蛋白水平。多項(xiàng)研究表明，SMAD家族蛋白可通過(guò)PPARγ誘導(dǎo)脂肪形成，數(shù)據(jù)顯示SMAD4蛋白水平與ANXA1蛋白水平呈負(fù)相關(guān)，在SVF中使用siRNA或腺病毒沉默SMAD4可顯著降低PPARγ的蛋白水平及脂肪生成相關(guān)基因的表達(dá)，并抑制SVF分化為成熟脂肪細(xì)胞，過(guò)表達(dá)SMAD4則顯示相反的結(jié)果。利用ChIP-PCR/qPCR證實(shí)SMAD4是Pparg的一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，ANXA1通過(guò)降低SMAD4蛋白水平，從而下調(diào)PPARγ并抑制SVF向成熟脂肪細(xì)胞的分化。進(jìn)一步的探索發(fā)現(xiàn)ANXA1通過(guò)與PDLIM7結(jié)合促進(jìn)SMAD4 k48連接的特異性泛素化，導(dǎo)致SMAD4蛋白水平降低，最終抑制SVF分化為成熟脂肪細(xì)胞。
ANXA1缺乏誘導(dǎo)SMAD4和PPARγ蛋白水平升高，促進(jìn)脂肪形成
3、在HFD小鼠中，Ac2-26與PDLIM7相互作用抑制脂肪生成并預(yù)防肥胖
為了進(jìn)一步探討ANXA1的活性N端肽Ac2-26是否通過(guò)抑制脂肪生成來(lái)預(yù)防肥胖，研究團(tuán)隊(duì)將Ac2-26與SVF孵育，結(jié)果顯示Ac2-26治療后SVFs中SMAD4蛋白水平以及脂肪形成關(guān)鍵基因mRNA水平顯著降低，此外Ac2-26處理的SVF誘導(dǎo)分化潛能明顯降低；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Ac2-26與PDLIM7存在相互作用，表明Ac2-26抑制脂肪形成的機(jī)制與ANXA1相似。隨后研究人員將不同劑量的外源性Ac2-26每隔一天腹腔注射HFD喂養(yǎng)的db/db小鼠，持續(xù)10周，結(jié)果顯示Ac2-26 (2 mg/kg)處理的db/db小鼠的血糖、TC和TG水平顯著低于未處理的db/db小鼠，然而葡萄糖或胰島素耐量沒(méi)有明顯變化，推測(cè)Ac2-26治療預(yù)防db/db小鼠肥胖主要針對(duì)脂肪組織，可能與胰島功能沒(méi)有直接關(guān)系。
Ac2-26抑制HFD小鼠脂肪生成和預(yù)防肥胖
02實(shí)驗(yàn)結(jié)論
研究結(jié)果闡明了ANXA1可以預(yù)防肥胖并降低胰島素抵抗。機(jī)制上，ANXA1抑制PDLIM7和MYCBP2之間的相互作用，促進(jìn)MYCBP2介導(dǎo)的SMAD4泛素化和降解，從而抑制脂肪形成。本研究首次揭示了ANXA1與脂肪組織穩(wěn)態(tài)和肥胖之間的分子機(jī)制，并為代謝紊亂的潛在干預(yù)提供了見(jiàn)解。