脂肪组织DNA介导的UCP1过表达：一种前景广阔的肥胖基因治疗新策略

　　本综述系统阐述了通过人脂联素（hADP）启动子修饰质粒实现脂肪组织特异性过表达解偶联蛋白1（UCP1）的创新基因疗法。研究证实，该疗法能有效促进脂肪产热（Adipose Thermogenesis），增加能量消耗（Energy Expenditure），显著减轻高脂饮食（HFD）诱导的肥胖小鼠体重，并改善其葡萄糖耐受性（Glucose Intolerance）和胰岛素敏感性（Insulin Sensitivity）。该策略为肥胖及相关代谢性疾病提供了具有临床应用潜力的新型治疗方案（Gene Therapy）。

　　

引言

肥胖已成为全球性的健康挑战，其发病率持续攀升，预计到2030年全球超重或肥胖成人比例将达到50%。尽管胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂在体重管理方面显示出显著效果，但其临床应用受到胃肠道不良反应和非脂肪体重下降等副作用的限制。解偶联蛋白1（UCP1）介导的脂肪产热是维持体温和体重管理的关键过程，然而缺乏有效且特异性的脂肪产热疗法限制了其临床应用。本研究旨在探索通过修饰质粒诱导脂肪特异性UCP1过表达作为肥胖治疗新策略的潜力。

材料与方法

研究采用雄性C57BL/6J小鼠和UCP1基因敲除（Ucp1^?/?）小鼠模型。通过将质粒中的巨细胞病毒（CMV）启动子替换为小鼠脂联素（mADP）启动子或人脂联素（hADP）启动子，构建了特异性过表达UCP1的修饰质粒。使用免疫组化、Western blot、体重测量、红外热成像和综合实验室动物监测系统（CLAMS）等技术评估UCP1表达水平、体重减轻、代谢稳态和脂肪产热效应。

结果

hADP启动子修饰质粒实现脂肪特异性UCP1过表达

实验结果表明，mADP启动子修饰的质粒未能驱动UCP1过表达，而hADP启动子修饰的Ucp1过表达（hADP-Ucp1 OE）质粒在体外和体内均实现了强大的脂肪特异性UCP1蛋白表达。Western blot分析显示，hADP启动子修饰的质粒在皮下白色脂肪组织（iWAT）、附睾白色脂肪组织（eWAT）和棕色脂肪组织（BAT）中显著过表达UCP1-6×HIS蛋白，而在肝脏等非脂肪组织中未检测到表达。

hADP-Ucp1 OE促进脂肪产热和能量消耗

在正常饮食（NCD）喂养的小鼠中，hADP-Ucp1 OE质粒治疗显著降低了体重增加，减少了脂肪组织重量，提高了体温和BAT温度。代谢笼实验显示，治疗组小鼠的氧气消耗和能量支出显著增加。冷刺激实验进一步证实了治疗组小鼠产热能力的增强。

hADP-Ucp1 OE抑制肥胖发展和改善代谢稳态

在高脂饮食（HFD）诱导的肥胖小鼠中，hADP-Ucp1 OE治疗显著减轻了体重增加，改善了葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性。治疗组小鼠的血清甘油三酯（TG）水平和肝脏TG含量显著降低，脂肪细胞体积减小，UCP1蛋白表达增加。身体成分分析显示，治疗主要减少了脂肪质量，而未影响瘦体重。

hADP启动子修饰质粒在人脂肪细胞中的效果

在人类脂肪源性干细胞（hADSCs）分化的脂肪细胞中，hADP启动子修饰的质粒特异性过表达了UCP1蛋白，减少了脂滴积累和细胞内TG水平，增强了葡萄糖摄取能力和细胞耗氧率（OCR）。这些结果证实了该策略在人类细胞中的翻译潜力。

生物相容性分析

hADP-Ucp1 OE质粒治疗未引起血液学参数、心功能指标（CK、CK-MB）和肾功能指标（CR、BUN）的显著变化，反而改善了肝脏损伤指标（ALT、AST）。组织病理学分析显示，心脏、肾脏、肺和脾脏未见明显病理异常，表明该治疗具有良好的生物相容性。

讨论

本研究开发了一种通过hADP启动子修饰质粒实现脂肪特异性UCP1过表达的新型基因治疗策略。该策略选择性增强脂肪产热和能量消耗，从而有效对抗肥胖和改善代谢稳态。与病毒载体基因治疗相比，质粒治疗具有成本低、安全性高的优势。研究结果在小鼠模型和人类脂肪细胞中均得到验证，展示了其临床应用的潜力。

然而，该策略仍存在一些局限性，包括仅在雄性小鼠模型中验证效果、质粒递送效率问题以及需要频繁注射维持疗效等。未来研究需要优化递送系统，评估在雌性模型和灵长类动物中的效果，并探索与其他治疗方法的联合应用。

结论

hADP启动子修饰的UCP1过表达质粒能有效诱导脂肪产热，促进能量消耗，减轻体重并改善代谢稳态。该策略为肥胖和相关代谢性疾病提供了一种新型治疗选择，具有重要的临床转化价值。