RFP(TRIM27)通过调控PPAR-γ促进脂肪生成:高脂饮食诱导肥胖中雄性小鼠代谢改善的新机制

《EXPERIMENTAL AND MOLECULAR MEDICINE》:Ret finger protein deficiency attenuates adipogenesis in male mice with high fat diet-induced obesity

【字体: 时间:2025年09月19日 来源:EXPERIMENTAL AND MOLECULAR MEDICINE 12.9

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  本刊编辑推荐:为解决肥胖及相关代谢疾病的治疗靶点缺失问题,研究人员开展关于Ret指蛋白(RFP/TRIM27)在脂肪生成中作用机制的主题研究。通过构建全身性和脂肪细胞特异性RFP敲除小鼠模型,发现RFP缺失显著改善高脂饮食诱导的肥胖、葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性,并首次揭示RFP通过直接结合PPAR-γ增强其转录活性的分子机制。该研究为肥胖治疗提供了新的潜在靶点,具有重要转化医学价值。

  
随着全球肥胖患病率的持续攀升,肥胖相关代谢疾病已成为重大公共卫生挑战。世界卫生组织数据显示,全球43%的成年人超重,16%达到肥胖标准。肥胖不仅影响外观,更会显著增加2型糖尿病、心血管疾病和特定癌症的发病风险。传统观点认为脂肪组织仅是能量储存器官,但近年研究发现它更是重要的内分泌器官,通过分泌多种脂肪因子参与全身能量稳态调节。在这一背景下,脂肪生成(adipogenesis)——前脂肪细胞向成熟脂肪细胞分化的过程——成为代谢疾病研究的关键环节。
Ret指蛋白(RFP,亦称TRIM27)是一种多功能E3泛素连接酶,既往研究主要聚焦于其在肌肉分化中的抑制作用。然而,该研究团队在前期工作中观察到RFP敲除小鼠肌肉损伤后出现疑似脂质沉积的现象,提示RFP可能在脂质代谢中扮演重要角色。这一发现促使研究人员深入探索RFP在脂肪组织代谢平衡中的具体作用机制。
研究人员采用全身性RFP敲除(KO)和脂肪细胞特异性敲除(cKO)雄性小鼠模型,给予60%高脂饮食(HFD)喂养10-12周。通过代谢表型分析、间接热量测定、组织学检测和分子机制研究,系统评估RFP缺失对肥胖和代谢功能的影响。关键实验技术包括:①动物模型构建(全身性和组织特异性基因敲除);②人体尸检样本分析(肥胖患者大网膜脂肪组织);③转录组测序(mRNA sequencing)和生物信息学分析;④蛋白质相互作用验证(免疫共沉淀、邻近连接实验);⑤转录活性检测(报告基因实验、染色质免疫沉淀)。
RFP表达在肥胖状态下升高
Western blot(蛋白质印迹)分析显示,高脂饮食显著增加小鼠附睾白色脂肪组织(eWAT)中RFP蛋白水平,同时脂肪生成标志物AP2和脂联素(adiponectin)表达上调。人类肥胖个体大网膜脂肪组织检测证实RFP表达与肥胖正相关,免疫荧光显示RFP主要定位于脂肪细胞核周区域。
RFP缺失抵抗高脂饮食诱导的肥胖
与野生型(WT)小鼠相比,RFP KO小鼠在高脂饮食条件下体重增加和脂肪积累显著减少,附睾白色脂肪组织(eWAT)和腹股沟白色脂肪组织(iWAT)重量显著降低。H&E(苏木精-伊红)染色显示RFP缺失有效抑制脂肪细胞肥大,频率分布图显示WT小鼠脂肪细胞直径主要分布在40-50μm,而RFP KO小鼠阻止了向80-140μm范围的病理性增大。
RFP缺失改善葡萄糖和脂质代谢
葡萄糖耐量试验(GTT)和胰岛素耐量试验(ITT)显示RFP KO小鼠在高脂饮食条件下保持正常葡萄糖代谢和胰岛素敏感性,而WT小鼠出现明显胰岛素抵抗。血清检测表明RFP KO小鼠 leptin(瘦素)、游离脂肪酸(FFA)和甘油三酯(TG)水平显著降低。间接热量测定发现RFP缺失增加全身能量消耗,但不影响食物摄入或体力活动。
脂肪细胞特异性RFP缺失减轻高脂饮食诱导的肥胖
脂肪细胞特异性RFP敲除(cKO)小鼠重现了全身性敲除的表型,表现为体重增加减缓、脂肪组织积累减少和代谢参数改善。这一结果证实RFP的代谢调控作用主要源于脂肪细胞自主机制,而非其他代谢器官的间接影响。
RFP缺失不影响脂肪细胞脂解
通过禁食-再喂养实验和异丙肾上腺素(ISP)刺激的脂肪细胞脂解测定,发现RFP缺失不影响基础或诱导性脂解活性,表明血清FFA水平降低源于总脂肪组织质量减少而非脂解功能受损。
转录组分析揭示RFP KO小鼠脂肪生成和脂质代谢改变
mRNA测序显示RFP缺失导致差异表达基因(DEGs)显著富集于脂质代谢过程。基因集富集分析(GSEA)证实脂肪生成和肥胖相关通路在RFP KO组下调,提示RFP通过调控脂肪生成程序影响肥胖表型。
RFP缺失抑制脂肪生成分化
油红O染色显示RFP敲低显著减少3T3-L1细胞和原代基质血管组分细胞(SVCs)脂质积累。Western blot和RT-qPCR(实时定量聚合酶链反应)证实RFP缺失下调AP2、脂联素、perilipin(Plin)等脂肪生成关键基因表达。
RFP与PPAR-γ物理相互作用并增强其转录活性
机制研究表明,RFP通过其 coiled-coil(卷曲螺旋)结构域与PPAR-γ直接结合。报告基因实验显示RFP增强PPAR反应元件(PPRE)启动子活性。染色质免疫沉淀(ChIP)和电泳迁移率变动分析(EMSA)证实RFP促进PPAR-γ与靶基因启动子结合,从而调控AP2、脂联素等脂肪生成关键基因表达。
本研究首次揭示RFP作为脂肪生成正调控因子的新功能,阐明其通过增强PPAR-γ转录活性促进脂肪细胞分化的分子机制。值得注意的是,RFP表现出对肌肉和脂肪分化的双向调控作用:既往研究表明其通过促进MyoD(肌源性分化抗原)降解抑制肌生成,而本研究则发现其通过PPAR-γ激活促进脂肪生成。这种"分子开关"特性为理解体成分平衡调控提供了新视角。从转化医学角度,RFP在肥胖个体脂肪组织中高表达的特征及其缺失带来的代谢改善效果,提示其可能成为肥胖治疗的新靶点。然而,RFP在免疫调节和细胞增殖中的多重功能要求未来研究需谨慎评估靶向治疗的特异性。该研究为代谢疾病治疗策略开发提供了重要理论基础,论文发表于《Experimental & Molecular Medicine》期刊。
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