报告内容

作者及发表信息

该研究由Bao Yang, Qian Wang, Yin Li, Sanbao Zhang, Yanjie Sun, Yangyang Wei, Qinyang Jiang 和 Yanna Huang 等研究者共同完成，隶属于广西大学动物科学与技术学院以及广西动物育种、疾病防控重点实验室。本文发表于《Cellular Signalling》期刊，2024年第124卷，编号111448，于2024年10月4日正式上线。

学术背景

研究领域涉及肥胖病理生理学、脂质代谢调控及信号通路药理学。肥胖是全球健康的重大威胁，除能量摄入过多和能量消耗不足外，其病理特征包括脂肪细胞增生及肥大，并可能导致包括胰岛素抵抗、2型糖尿病等代谢性疾病。白色脂肪组织(White Adipose Tissue, WAT)是储能的主要部位，与棕色脂肪组织(Brown Adipose Tissue, BAT)功能相反，前者储存甘油三酯，后者通过脂质氧化产热。研究表明，WAT的累积主要由PI3K/AKT（磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B）信号通路介导，该通路在胰岛素信号接收和脂质代谢调控过程中起核心作用。

白藜芦醇(Resveratrol, RES)是从葡萄、浆果及花生等植物中提取的天然多酚类化合物。已有研究发现RES通过AMPK/SIRT1/PGC-1α通路能在WAT中引发棕化(browning)，然而其抑制WAT沉积的机制尚未完全明确。因此，该研究旨在探究RES通过调控PI3K/AKT信号通路抑制WAT沉积的潜在作用目标及分子机制。

研究工作流程

1. 动力学与靶点预测：
   利用网络药理学方法，通过数据检索方法及生物信息学分析，筛选RES与脂质沉积相关的潜在靶点。研究同时采用SwissTargetPrediction、TCMSP、BATMAN-TCM数据库获取RES可能作用的蛋白靶标，同时利用GeneCards、OMIM和DisGeNET数据库筛选脂肪沉积靶点，并通过Venn图分析获得两者的交集靶点。接着，使用STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络，用Cytoscape明确核心靶点。

2. 动物实验：
   实验选用30只4周龄雄性KM小鼠，通过灌胃法分别给予RES组和对照组小鼠处理，剂量为400 mg/kg，每日一次，持续12周。实验期间记录体重、进食量，并利用Bruker Micro-CT扫描及H&E染色确定脂肪组织分布、细胞大小等组织学变化。脂肪组织包括腹部脂肪组织(AFT)、皮下脂肪组织(IAT)、睾丸上脂肪组织(EAT)、肾周脂肪组织(PAT)等。通过ELISA及实时定量PCR（RT-qPCR）测定相关基因表达与血脂指标变化。

3. 细胞实验及分子机制研究：
   利用3T3-L1脂肪细胞模型，研究RES及靶基因ERα（Estrogen Receptor α, ESR1）在PI3K/AKT信号通路中的作用。通过构建ESR1过表达向量、干扰ESR1基因表达（siRNA转染），评估ESR1如何调控细胞增殖、脂肪生成及相关信号通路的活性。此外，通过分子对接（Molecular Docking）和分子动力学模拟分析RES与ESR1蛋白的结合特性。

4. Western Blot及定量分析：
   检测PI3K、AKT、ESR1及其相关磷酸化蛋白（如p-ESR1、FoxO1）的表达水平，通过图像软件量化各信号蛋白相对表达量。

研究主要结果

1. 网络药理学与分子对接分析结果：
   通过PPI网络分析，研究发现RES可能影响的核心靶点包括SRC、STAT3、PIK3CA、ESR1等在内的15个蛋白靶标。通过分子对接模拟，研究确定ESR1是RES的一个关键作用靶标，其结合能量低于-7 kcal/mol，提示RES与ESR1蛋白结合稳定。此外，分子动力学模拟评估了RES-ESR1复合物的RMSD（均方根偏差）及结构稳定性，结果进一步支持RES能够与ESR1靶蛋白相互作用并激活其表达。

2. 动物研究发现：
   RES显著降低了小鼠不同部位的WAT重量，例如AFT和EAT及肝脏脂质积累。同时，通过H&E染色发现脂肪组织中的脂肪细胞尺寸明显减小，血清总胆固醇（Total Cholesterol, TC）、甘油三酯（Triglycerides, TG）含量降低，而高密度脂蛋白胆固醇（High-Density Lipoprotein Cholesterol, HDL-C）水平升高。逆转了因胰岛素信号激活导致的PI3K/AKT通路超活跃现象。

3. 3T3-L1细胞实验：
   ESR1过表达3T3-L1细胞表现出显著的增殖增强、脂肪分化抑制和脂滴减少。同时，检测结果显示ESR1通过下调PI3K和AKT基因表达并上调FoxO1表达水平实现脂肪抑制作用。进一步分析发现RES通过促进ESR1的磷酸化，负向调控PI3K/AKT信号，从而抑制脂肪细胞分化。

4. 结论与意义：
   RES通过激活ESR1并抑制脂肪生成与分化的PI3K/AKT通路在WAT中发挥了显著的抗肥胖作用。此外，RES促进了WAT棕化的迹象，为肥胖和代谢性疾病治疗提供了崭新的思路。

研究结论与意义

研究首次明确RES通过作用于ESR1蛋白抑制WAT沉积，同时调控PI3K/AKT信号通路。其科学意义不仅在于阐明RES的分子作用靶点，还为开发天然有效的抗肥胖药物提供了理论基础和潜在应用价值。

研究亮点

1. 新发现及核心机制： 首次揭示ESR1是RES作用的关键靶标，并科研验证了RES通过PI3K/AKT通路抑制脂肪生成的机制。
2. 技术特点： 采用网络药理学和分子动力学模拟等前沿技术对RES作用机制进行系统化探讨。
3. 应用前景： 提供了一种基于天然化合物的抗肥胖治疗策略，具有重要意义。

展望

未来研究可进一步探索ESR1和其他相关关键蛋白在多种代谢性疾病中的作用，并结合临床试验验证RES在人体中减脂作用的效果与安全性，提高其临床转化潜力。