2024年8月23日，北京大學(xué)心血管研究所、北京大學(xué)血管穩(wěn)態(tài)與重構(gòu)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄭樂民教授團(tuán)隊(duì)在Signal Transduction and Targeted Therapy雜志上在線發(fā)表題為“Annexin A1 binds PDZ and LIM domain 7 to inhibit adipogenesis and prevent obesity”的研究論文。該研究報(bào)告了膜聯(lián)蛋白A1(Annexin A1，ANXA1）通過與MYC Binding Protein 2（MYCBP2）競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合PDZ And LIM Domain 7（PDLIM7）進(jìn)而影響SMAD Family Member 4（SMAD4）泛素化蛋白酶體降解和脂肪生成進(jìn)程的新機(jī)制，揭示了該通路在抗肥胖功能的潛在治療策略，并提出ANXA1模擬肽進(jìn)行抗肥胖治療的可能性。

2022年全球肥胖癥人口高達(dá)10億多人。自1990年以來，全世界成年人肥胖癥人數(shù)增加了一倍多，兒童和青少年肥胖癥人數(shù)增加了三倍。脂肪生成(Adipogenesis)是脂肪前體細(xì)胞特化為脂肪細(xì)胞譜系 (即前脂肪細(xì)胞)，積累營(yíng)養(yǎng)并分化為成熟脂肪細(xì)胞的過程，是脂肪細(xì)胞增生的基礎(chǔ)。司美格魯肽作為肥胖的治療藥是過去一年全球最火熱的藥物。脂肪細(xì)胞的形成受到多種細(xì)胞外信號(hào)的影響。特定的信號(hào)配體，包括胰島素、糖皮質(zhì)激素和骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs），直接激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ）和/或CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α（C/EBPα），促進(jìn)前脂肪細(xì)胞分化。ANXA1是鈣依賴性磷脂結(jié)合膜聯(lián)蛋白超家族的成員。最初于1979年被鑒定為糖皮質(zhì)激素的下游信號(hào)分子。鄭樂民團(tuán)隊(duì)2022年發(fā)現(xiàn)ANXA1是一種新型內(nèi)源性心血管保護(hù)劑，可通過抑制血管平滑肌細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換來預(yù)防急性主動(dòng)脈夾層（Cardiovasc Res.）；2021年聯(lián)合北大醫(yī)院腎科發(fā)現(xiàn)ANXA1可通過影響代謝改善糖尿病腎病（Kidney Int. ；Diabetes）。據(jù)報(bào)道， ANXA1在肥胖兒童和喂食高脂肪飲食的小鼠的脂肪組織中顯著增加。此外，用重組人ANXA1治療可降低此類小鼠的體重。這些發(fā)現(xiàn)表明，ANXA1在調(diào)節(jié)肥胖和與肥胖相關(guān)的代謝疾病中起著重要作用。然而，目前關(guān)于ANXA1抗肥胖作用的大多數(shù)研究都是基于其抗炎特性，并側(cè)重于內(nèi)皮細(xì)胞和炎性細(xì)胞。這些研究沒有考慮ANXA1對(duì)脂肪生成的直接作用，其潛在的分子機(jī)制尚不清楚。

本研究中首先通過公開數(shù)據(jù)庫(kù)搜索和對(duì)人體和小鼠皮下脂肪組織（SAT）的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)ANXA1在肥胖群體的SAT中異常升高，而在其他組織中沒有顯著改變。之后，通過對(duì)ANXA1全身性缺失小鼠、脂肪組織特異性缺失小鼠和全身過表達(dá)小鼠的檢測(cè)，進(jìn)一步確定了脂肪組織中ANXA1對(duì)肥胖的抑制作用。

團(tuán)隊(duì)通過對(duì)脂肪組織來源的血管基質(zhì)細(xì)胞（SVFs）的進(jìn)一步基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，ANXA1顯著抑制PPARγ的表達(dá)，并通過分化誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)確定ANXA1顯著抑制脂肪前體細(xì)胞的分化潛能。通過對(duì)PPARγ相關(guān)脂肪生成通路的上游靶點(diǎn)篩選，作者最終確定ANXA1通過抑制SMAD4與PPARγ啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合來下調(diào)PPARγ的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。

為了進(jìn)一步確定ANXA1抑制SMAD4的分子機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)與ANXA1相互作用的蛋白質(zhì)進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)分析。首先利用免疫共沉淀的方法，獲得了與ANXA1相互作用的蛋白質(zhì)，再通過高效液相-質(zhì)譜/質(zhì)譜聯(lián)用的方法，對(duì)與ANXA1相互作用的蛋白質(zhì)進(jìn)行了分析篩選，確定并驗(yàn)證了ANXA1與PDLIM7的直接相互作用，并證實(shí)了此種蛋白相互作用促進(jìn)了SMAD4的K48位點(diǎn)的泛素化蛋白酶體降解。通過另一個(gè)蛋白質(zhì)組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)PDLIM7并未直接介導(dǎo)SMAD4的泛素化，而是通過結(jié)合另一個(gè)E3泛素連接酶MYCBP2發(fā)揮作用。具體而言，ANXA1與MYCBP2競(jìng)爭(zhēng)與PDLIM7的相互作用。這暴露了MYCBP2結(jié)合位點(diǎn)，使其更容易與SMAD4結(jié)合，并促進(jìn)其泛素化蛋白酶體降解。SMAD4降解下調(diào)PPARγ轉(zhuǎn)錄，并減少脂肪生成。最后，團(tuán)隊(duì)使用了ANXA1活性N-末端肽Ac2-26在細(xì)胞模型和小鼠肥胖模型上進(jìn)一步驗(yàn)證了模擬肽Ac2-26可通過與PDLIM7相互作用抑制脂肪生成和肥胖。

綜上，這些發(fā)現(xiàn)確立了脂肪前體細(xì)胞中ANXA1-PDLIM7-MYCBP2-SMAD4-PPARγ通路在脂肪生成中的重要作用，提出了通過補(bǔ)充ANXA1活性片段是一種潛在的抗肥胖策略，通過減緩脂肪生成來對(duì)抗肥胖。

北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院八年制博士生房璐與廣州市第一人民醫(yī)院劉昌杰（原北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院八年制畢業(yè)生）為共同第一作者，北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院鄭樂民教授、廣州市第一人民醫(yī)院劉東輝教授、西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院徐勇教授為并列通訊作者。本研究由國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金海淀原始創(chuàng)新聯(lián)合基金項(xiàng)目和京津冀基礎(chǔ)研究合作專項(xiàng)項(xiàng)目主要支持。

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https://www.nature.com/articles/s41392-024-01930-0