脂肪组织(Adipose tissue, AT)在维持机体代谢稳态中起着关键作用,其功能异常与肥胖相关的慢性炎症和代谢紊乱密切相关。作为脂肪组织与其他器官之间通信的重要信使,脂肪组织分泌的外泌体(AT-derived exosomes, AT-Exos)在肥胖状态下的组成变化及其不同脂肪库外泌体的功能差异尚不清楚。巨噬细胞作为先天免疫系统的重要成员,其吞噬功能可能参与调控AT-Exos的病理效应,而免疫检查点SIRPα-CD47信号轴(传递“别吃我”信号)可能在此过程中起关键作用。近日,海军军医大学国家肝癌科学中心王红阳/董立巍研究员团队在Journal of Biomedical Science杂志上发表题为“Blocking the SIRPα-CD47 axis promotes macrophage phagocytosis of exosomes derived from visceral adipose tissue and improves inflammation and metabolism in mice“的论文(DOI: 10.1186/s12929-025-01124-y),主要介绍了高脂饮食诱导的肥胖会改变脂肪组织外泌体(AT-Exos)的脂质组和miRNA谱特征,这些外泌体参与调节脂肪细胞的炎症反应和代谢平衡。SIRPα-CD47轴作为一种潜在的治疗靶点,有望用于肥胖及其相关并发症的干预。 第一作者林云凯副研究员,通讯作者董立巍,王红阳教授。
研究团队首先运用脂质组学和miRNA测序技术,剖析了饮食诱导肥胖模型中脂肪组织外泌体的脂质组与miRNA组成特征。结果显示,与低脂饮食组(LFD)相比,高脂饮食(HFD)不仅增加了白色脂肪组织外泌体(WAT-Exos)和棕色脂肪组织外泌体(BAT-Exos)的分泌量,还显著改变了其脂质组成。与BAT-Exos相比,WAT-Exos在LFD和HFD条件下均呈现出独特的脂质特征,其甘油磷脂和鞘脂含量较高,而甘油三酯含量较低。尽管已有研究报道了肥胖小鼠与瘦小鼠脂肪组织中miRNA的差异表达,但尚未有研究探讨这些miRNA在AT-Exos中的表达情况。该研究发现,饮食干预可影响AT-Exos中miRNA的组成和功能,主要集中在与代谢失调相关的脂质代谢和炎症信号通路上。研究鉴定出AT-Exos中的“促肥胖”因子(miR-200a-3p和miR-200b-3p)和“抗肥胖”因子(miR-125a-5p、miR-125b-5p和miR-455-3p)。其中,“促肥胖”miRNA的表达失调呈现出部位选择性,即在内脏白色脂肪组织外泌体(vWAT-Exos)中高表达,而在皮下白色脂肪组织外泌体(iWAT-Exos)和BAT-Exos中低表达。进一步研究发现,miR-200a-3p和miR-200b-3p可通过作用于PI3K/AKT/mTOR通路,促进脂肪细胞中的脂质积累。图1 高脂饮食诱导的肥胖影响AT-Exos的miRNA谱特征图2 miR-200a-3p和miR-200b-3p调节脂肪细胞代谢的机制研究接着,研究者从高脂饮食(HFD)和低脂饮食(LFD)组小鼠中分离出不同脂肪库的脂肪组织外泌体(AT-Exos),包括内脏白色脂肪组织外泌体(vWAT-Exos)、皮下白色脂肪组织外泌体(iWAT-Exos)和棕色脂肪组织外泌体(BAT-Exos),并通过RNA测序(RNA-seq)和定量实时PCR(qPCR)验证了这些外泌体对脂肪细胞代谢的影响。基于RNA测序分析,发现AT-Exos以部位依赖性的方式对脂肪细胞的炎症和糖脂代谢产生特定影响。值得注意的是,肥胖小鼠的iWAT-Exos和BAT-Exos在增加脂肪利用方面表现出类似的功能。而肥胖小鼠的vWAT-Exos则显著促进脂肪合成和炎症反应,加剧了葡萄糖耐受不良和肝脏脂肪变性。这些发现表明,vWAT-Exos在肥胖及其相关代谢紊乱的发病机制中起着关键作用。图3 不同脂肪库AT-Exos参与脂肪细胞的炎症反应和代谢调节最后,研究者发现阻断SIRPα-CD47轴可以增强巨噬细胞对肥胖小鼠内脏白色脂肪组织外泌体(vWAT-Exos)的吞噬作用,并改善肥胖小鼠的代谢紊乱和组织炎症。具体表现为葡萄糖利用增强、能量消耗增加、体重增长减少以及“促肥胖”miRNA水平下降等。图4阻断SIRPα-CD47轴增强巨噬细胞对vWAT-Exos的吞噬该研究系统分析了高脂饮食(HFD)与低脂饮食(LFD)小鼠的内脏白色脂肪组织(vWAT)和棕色脂肪组织外泌体(AT-Exos)的脂质及miRNA组成。肥胖显著增加了AT-Exos中miRNA的含量,这些miRNA主要富集在脂质代谢与炎症相关通路。不同脂肪库来源的AT-Exos可差异化调控受体细胞的代谢与炎症状态。其中,vWAT-Exos通过递送miR-200a-3p/miR-200b-3p促进脂肪细胞脂质积累,是肥胖相关代谢紊乱的关键介质。此外,阻断SIRPα-CD47信号轴可有效缓解vWAT-Exos诱导的代谢异常。这些发现揭示了一种新的外泌体介导的脂肪细胞与巨噬细胞之间的相互作用机制,为肥胖相关代谢综合征的治疗干预提供了新的途径。Blocking the SIRPα-CD47 axis promotes macrophage phagocytosis of exosomes derived from visceral adipose tissue and improves infammation and metabolism in mice. Journal of Biomedical Science (2025) 32:31.外泌体资讯网 J BIOMED SCI|海军军医大学王红阳/董立巍:阻断SIRPα-CD47轴增强巨噬细胞吞噬内脏脂肪外泌体改善小鼠炎症与代谢