新型抗风湿靶标：白色脂肪组织的发现及其调控机制研究
一、 作者、机构及发表信息
本研究的第一作者和共同第一作者为Peng Ye和Qi-hai Wang，通讯作者为Yan Li和Jian Zuo。研究团队主要由来自中国皖南医学院第一附属医院（弋矶山医院）新安医学研究中心、皖南医学院中西医结合研究中心、安徽中医药高等专科学校药学院、非洲基因组中心（摩洛哥穆罕默德六世理工大学）以及合肥综合性国家科学中心大健康研究院新安医学与中医药现代化研究中心等多个机构的科研人员组成。该研究发表于British Journal of Pharmacology期刊，于2024年正式发表（接收于2024年2月19日）。研究得到了中国国家自然科学基金、安徽省重大科技专项、安徽省高校优秀科研创新团队等多个项目的资助。
二、 学术背景与研究目的
本研究属于风湿免疫学与代谢病学的交叉领域，核心关注点是类风湿关节炎的全身性发病机制及潜在治疗新靶点。
类风湿关节炎是一种以进行性关节损伤和功能丧失为特征的自身免疫性疾病。长期以来，临床和科研焦点多集中于关节局部的炎症和损伤。然而，RA患者常伴有多种关节外并发症，心血管疾病是其重要的死亡原因之一。这提示RA存在系统性的内在环境异常。除了明确的免疫系统紊乱，大量RA患者被诊断出血脂异常，尽管具体表现存在矛盾（即“血脂悖论”），但这无疑指向了脂质代谢相关组织/器官在RA病理中扮演着重要角色。
白色脂肪组织因其作为脂肪储存库和代谢缓冲池的关键作用，正成为连接免疫与代谢系统的重要器官。它不仅是能量储存组织，更是人体最大的分泌器官之一，能分泌大量具有生物活性的物质，统称为脂肪因子。一些重要的促炎细胞因子，如单核细胞趋化蛋白-1、肿瘤坏死因子-α和白介素-6，同时也属于脂肪因子范畴。然而，脂肪因子在免疫调节中的作用复杂且有时相互矛盾，例如脂联素具有抗炎特性，但其血液水平却与RA严重程度呈正相关。此外，临床观察也充满矛盾：肥胖是RA的风险因素，但保存良好的脂肪沉积却可能与较轻的关节损伤相关。这些复杂性使得WAT在RA中的确切作用和机制亟待阐明。
本研究旨在系统探讨WAT在RA病理过程中的潜在作用及其作为抗风湿治疗新靶点的可能性。具体研究目标包括：1）比较健康和RA模型大鼠体内WAT的状态与功能差异；2）评估WAT对RA病理的贡献；3）探究RA病理状态下重塑WAT功能的关键因素。通过揭示WAT在RA中的新角色，为开发针对系统性代谢-免疫异常的抗风湿新策略提供理论基础和实验依据。
三、 详细研究流程与方法
本研究采用了从动物模型到细胞实验，结合蛋白质组学分析和临床样本验证的综合性研究策略，工作流程包含多个相互衔接的实验环节。
流程一：佐剂性关节炎大鼠模型构建及WAT功能初探 研究对象为雄性SD大鼠。通过将灭活的卡介苗与不完全弗氏佐剂乳化后，注射于大鼠右后足跖皮内，成功诱导出佐剂性关节炎模型。选择AIA模型是因为其在模拟RA的炎症表现方面尤为突出。研究设置了健康对照组和AIA模型组，每组6只大鼠。在第26天（炎症明显时）处死动物，收集血液、肾周脂肪垫、脾脏和胸腺等样本。通过测量体重、关节炎评分，进行组织学（H&E染色）和免疫组化分析（检测TNF-α和CXCR3），评估全身免疫状态和关节损伤。同时，检测了血液中趋化因子CXCL1、IL-17A以及骨转换标志物碱性磷酸酶的浓度。重点分析了AIA大鼠WAT的形态学变化、其中甘油三酯和非酯化游离脂肪酸的含量，并通过酶联免疫吸附测定法检测了血液中代表性脂肪因子和细胞因子的水平，以揭示WAT的分泌谱变化。
流程二：WAT来源细胞移植实验，评估其主动影响内部环境的能力 为了直接验证WAT来源细胞（主要是前脂肪细胞）能否主动改变宿主体内环境，研究设计了细胞移植实验。首先，从健康的和AIA模型大鼠的肾周脂肪垫中分离出WAT来源的细胞悬液（主要为CD29+的脂肪来源间充质干细胞/前脂肪细胞）。随后，将这些细胞分别移植到健康的同窝受体大鼠体内，形成“健康受体”和“AIA受体”组。移植每2天进行一次，持续16天。在移植期间及后续诱导AIA后，定期收集受体大鼠血液，监测脂肪因子、细胞因子水平，并通过流式细胞术分析CD172a+髓系免疫细胞的比例，评估WAT来源细胞对受体免疫和代谢状态的影响。
流程三：RA患者血清对前脂肪细胞功能的体外影响 为了探究RA患者体内环境是否直接改变WAT功能，研究进行了体外细胞实验。从健康大鼠分离出前脂肪细胞进行原代培养。用RA患者或健康志愿者的血清（各样本人口统计学特征匹配）预处理细胞12小时后，再诱导其分化为成熟脂肪细胞。通过油红O染色评估分化能力，通过PCR检测脂肪细胞分化相关基因的表达，并通过ELISA检测细胞培养上清中脂肪因子和细胞因子的分泌情况，从而明确RA血清对脂肪细胞表型和分泌功能的直接影响。
流程四：脂肪切除术治疗AIA模型的效果验证 基于前序发现，研究提出假说：减少WAT的异常分泌可能缓解RA严重程度。为验证此假说，在诱导AIA后次日，对一组AIA大鼠实施双侧肾周脂肪切除术，另设假手术组和健康对照组。持续观察关节炎评分、关节形态和组织病理学变化（H&E和番红O/固绿染色）。在特定时间点采集血液，分析代谢指标（葡萄糖、乳酸、血脂）、氧化应激标志物、脂肪因子和细胞因子水平。同时，检测关节匀浆中促炎因子含量，并通过Western Blot分析滑膜组织中JNK/NF-κB信号通路和基质金属蛋白酶3的表达，从多个层面评估脂肪切除术的治疗效果。
流程五：蛋白质组学分析探寻驱动WAT功能改变的关键分子 为了寻找导致RA状态下WAT功能重塑的上游驱动因子，研究采用超高效液相色谱-串联质谱技术对健康组和AIA组大鼠的WAT样本进行了无标记定量蛋白质组学分析。通过主成分分析、差异蛋白筛选、蛋白互作网络分析、KEGG通路富集分析以及亚细胞定位预测等生物信息学方法，系统比较了两组WAT的蛋白表达谱差异。重点关注了在AIA大鼠WAT中高表达且可能具有信号传递功能的分泌蛋白。
流程六：关键肝源性因子鉴定及其功能验证 基于蛋白质组学结果，研究将目标锁定在几个在AIA大鼠WAT和RA患者血清中均显著升高的肝源性因子。通过ELISA试剂盒精确量化了临床样本中这些因子的浓度。随后，在体外用重组大鼠蛋白处理健康大鼠的前脂肪细胞，检测其对脂肪因子分泌谱的影响，初步筛选出具有促炎潜能的肝源性因子。
流程七：关键肝源性因子GPIHBP1的作用机制深入探究 研究进一步聚焦于其中一个关键因子——糖基磷脂酰肌醇锚定的高密度脂蛋白结合蛋白1。通过设置不同浓度的GPIHBP1处理前脂肪细胞，确定其抑制过氧化物酶体增殖物激活受体γ表达的最佳浓度。随后，比较了GPIHBP1处理、PPARγ特异性小干扰RNA沉默以及PPARγ激动剂罗格列酮处理对前脂肪细胞的多方面影响。通过Western Blot检测PPARγ信号通路及相关蛋白（ATGL， CD36， HSL， SIRT1， TLR4/NF-κB）的表达；通过油红O染色评估对脂肪细胞分化的影响；通过ELISA检测处理细胞上清中脂肪因子和细胞因子的变化。最后，为了验证GPIHBP1修饰后的前脂肪细胞分泌谱的功能后果，将其培养上清用于培养THP-1单核细胞，检测单核细胞中活性氧、诱导型一氧化氮合酶以及释放的IL-1β水平，并通过流式细胞术定量ROS阳性细胞，以评估其激活单核细胞的能力，并观察罗格列酮能否逆转此效应。
数据统计分析：所有数据均以均值±标准差表示，使用GraphPad Prism 8.0软件，采用t检验、单因素或双因素方差分析进行组间差异比较，遵循《英国药理学杂志》关于实验设计和分析的推荐指南。
四、 主要研究结果及其逻辑关联
结果一：AIA大鼠WAT呈现促炎性分泌表型并伴随脂解加速 与健康对照组相比，AIA大鼠体重和肾周WAT体积显著减小。组织学显示AIA大鼠WAT中出现新生血管和免疫细胞浸润。生化分析表明，其WAT内TG含量降低而NEFA水平升高，提示脂解作用增强。更重要的是，血液分析显示，虽然脂联素水平下降，但瘦素、eNAMPT、MCP-1、TNF-α和IL-6水平均显著升高。免疫组化证实TNF-α和IL-6在AIA大鼠WAT中高表达。这些结果首次在AIA模型中系统地描绘出WAT的促炎性分泌谱和代谢改变，为WAT参与RA病理提供了直接证据。
结果二：AIA来源的前脂肪细胞能够主动赋予受体促炎性特征 移植实验提供了更具说服力的因果证据。移植健康大鼠的前脂肪细胞仅能适度提高受体血液中部分脂肪因子水平，且不增加TNF-α。而移植AIA大鼠的前脂肪细胞，则能显著且选择性地提升受体血液中eNAMPT、瘦素、MCP-1、IL-6以及关键的是TNF-α的水平。当这些受体随后被诱导AIA时，移植了AIA前脂肪细胞的大鼠表现出更严重的炎症状态，包括更高的CD172a+免疫细胞比例和ALP水平。此结果表明，RA/AIA状态赋予了WAT来源细胞（主要是前脂肪细胞）一种“促炎记忆”或功能重塑，使其能够主动加剧系统性和关节局部炎症。这直接证明了功能异常的WAT是RA病理的积极贡献者，而非单纯的被动受害者。
结果三：RA患者血清在体外重现并解释了WAT的功能重塑 体外实验完美呼应了体内发现。用RA患者血清预处理大鼠前脂肪细胞，会损害其后续分化为成熟脂肪细胞的能力（油红O染色脂滴减少），并改变其分泌谱：减少脂联素和抵抗素的分泌，增加eNAMPT、瘦素、MCP-1、IL-6和TNF-α的分泌。这直接证明RA患者的循环系统中存在某些因子，能够直接“教育”或“重编程”前脂肪细胞，使其获得促炎表型，并连接了临床现象与动物模型。
结果四：脂肪切除术有效缓解AIA严重程度 治疗性实验验证了靶向WAT的策略可行性。与假手术AIA大鼠相比，接受脂肪切除术的AIA大鼠关节炎评分显著降低，关节肿胀和软骨破坏减轻。其血液中eNAMPT、瘦素、MCP-1、IL-6和TNF-α的升高得到抑制，关节局部TNF-α和IL-17A水平下降，滑膜中JNK磷酸化和MMP3表达减少。有趣的是，尽管切除了部分脂肪，手术组大鼠的血液TG和HDL-C水平反而有所回升，提示减少异常脂肪因子分泌对代谢平衡的正面影响可能超过了单纯脂肪量减少的效应。该结果强力支持“靶向WAT分泌功能可作为抗风湿新策略”的假说。
结果五：蛋白质组学锁定肝源性因子为潜在驱动因子 蛋白质组学分析发现，AIA大鼠WAT与健康大鼠存在显著的蛋白表达谱差异。KEGG富集分析显示“补体和凝血级联反应”通路显著上调，脂解相关蛋白表达增加。更重要的是，亚细胞定位预测和分泌蛋白筛选提示，许多差异表达蛋白属于分泌蛋白。其中，对氧磷酶1、胰岛素样生长因子结合蛋白4和GPIHBP1等几种肝源性因子在AIA大鼠WAT中富集。随后的临床样本验证证实，这三种肝源性因子在RA患者血清中水平显著高于健康对照。
结果六：肝源性因子可诱导前脂肪细胞产生促炎分泌谱 体外功能实验表明，用PON1， IGFBP4或GPIHBP1重组蛋白处理前脂肪细胞，均能诱导其分泌更多的IL-6， TNF-α和eNAMPT。这揭示了肝脏与WAT之间的器官间通讯在RA系统性炎症中可能扮演着重要角色，肝脏释放的某些因子可以远程“指令”WAT转向促炎状态。
结果七：GPIHBP1通过抑制PPARγ信号通路发挥核心作用 机制研究深入解析了GPIHBP1的作用方式。研究发现，GPIHBP1能以浓度依赖的方式抑制前脂肪细胞中PPARγ的表达。使用10 ng/mL的GPIHBP1处理，其效果与用siRNA特异性敲低PPARγ高度相似：均能下调PPARγ下游靶基因，抑制脂肪细胞分化，并激活NF-κB通路，最终导致促炎性脂肪因子分泌增加。而PPARγ激动剂罗格列酮可以逆转GPIHBP1的大部分效应。功能上，经GPIHBP1预处理的前脂肪细胞，其培养上清能显著激活THP-1单核细胞，表现为ROS、iNOS和IL-1β水平升高，这一效应同样可被罗格列酮共处理所阻断。这清晰地阐明了一条从肝脏因子GPIHBP1，到WAT前脂肪细胞PPARγ信号抑制，再到促炎表型获得及单核细胞激活的完整信号轴。
五、 研究结论与意义价值
本研究得出以下核心结论：在类风湿关节炎状态下，白色脂肪组织的分泌谱转变为促炎表型，其分泌的瘦素、eNAMPT、MCP-1、IL-6和TNF-α等因子加剧了系统性和关节局部炎症。这种功能重塑部分是由循环中升高的肝源性因子（如GPIHBP1）所驱动，其机制是通过抑制前脂肪细胞中的PPARγ信号通路来实现的。因此，靶向GPIHBP1-PPARγ这一信号轴或通过各种方法抑制WAT的异常分泌能力，可能成为减轻RA严重程度的新策略。
科学价值：本研究首次系统地将WAT置于RA全身性病理的中心环节进行考察，超越了将其仅视为能量存储器官或炎症被动反应者的传统观点。它揭示了“肝脏-脂肪-免疫”轴在慢性炎症性疾病中的新型器官间通讯机制，为理解RA的代谢-免疫交叉对话提供了全新的视角和详实的实验证据。特别是发现了GPIHBP1这一连接肝脏代谢与脂肪炎症的关键分子，并阐明了其通过抑制PPARγ发挥作用的分子机制，具有重要的原创性。
应用价值：该研究为开发抗风湿药物提供了新的潜在靶点。针对GPIHBP1或其下游PPARγ通路的药物，可能通过纠正WAT的异常功能来治疗RA。此外，研究证实了脂肪切除术在动物模型中的疗效，虽然直接应用于临床不现实，但为通过药物或物理方法局部调控特定部位WAT功能（如关节周围脂肪）的精准治疗思路提供了原理性支持。
六、 研究亮点
七、 其他有价值内容
本研究还对RA中一些矛盾现象提供了可能的解释。例如，研究发现健康的WAT具有一定自我平衡能力，其移植甚至能部分拮抗AIA引起的某些变化。这或许解释了为何临床上保存良好的脂肪可能对关节有保护作用——健康的WAT可能通过分泌有益的脂肪因子来缓冲炎症。而RA的持续病理状态最终打破了这种平衡，使WAT转向彻底的促炎表型。此外，研究观察到抵抗素的变化在不同实验条件下不一致，这提示不同病理阶段或微环境因素可能动态调节特定脂肪因子的产生，反映了RA病理的复杂性和动态性，值得未来进一步研究。研究严格遵守了动物实验伦理和临床研究规范，数据分析和报告符合ARRIVE指南和期刊要求，体现了较高的科研规范性。