Life Metab 复旦大学杨天舒/李蓬教授团队揭示CIDEC/FSP27通过增强血管周围脂肪组织炎症加剧腹主动脉瘤形成

学术   2024-09-23 07:01   山东  

腹主动脉瘤(AAA)是一种退行性血管疾病,其特点是主动脉壁结构逐渐恶化和扩张[1, 2]AAA与肥胖密切相关,部分原因是腹部血管周围脂肪组织(PVAT)异常扩张。尽管之前的研究表明肥胖诱导的PVAT炎症与AAA形成之间存在相关性但仍缺乏直接证据证实肥胖背景下PVAT炎症与AAA形成之间的因果关系[3]

诱导细胞死亡DFF45样效应因子(CIDEC),在小鼠中也称为脂肪特异性蛋白27 (FSP27),是一种脂滴结合蛋白,在脂肪组织的脂质储存中发挥着重要作用[4, 5]已有研究报告称,CIDEC/FSP27通过介导脂质在脂滴结合部位的交换和转移,促进脂滴的生长[6-9]。最近的一项研究表明,缺乏FSP27的小鼠可抵抗高脂饮食(HFD)或瘦素缺乏(ob/ob)诱导的肥胖[6]。然而,CIDEC/FSP27PVAT功能障碍和AAA发病机制中的作用仍然未知。

2024918日,复旦大学代谢与整合生物学研究院杨天舒研究员和李蓬教授在Life Metabolism上联合发表题为“CIDEC/FSP27 exacerbates obesity-related abdominal aortic aneurysm by promoting perivascular adipose tissue inflammation”的研究论文。该研究证实了CIDEC/FSP27可增强PVAT炎症和巨噬细胞浸润,从而加剧了高脂饮食和血管紧张素 II (Ang II)诱导AAA形成。

首先,研究者发现FSP27的缺乏会减轻高脂饮食(HFD)引起PVAT病理性扩张和炎症。接下来研究者对CIDEC/FSP27HFD诱导的肥胖引发的AAA发病中的作用进一步探究,发现CIDEC/FSP27的缺乏可预防HFDAng II诱导的AAA形成FSP27缺陷小鼠AAA发病率显著降低,且腹主动脉直径明显小于对照组(Fig. 1)

Figure 1. FSP27 deficiency reduces the incidence of HFD and Ang II-induced AAA

为进一步阐明脂肪细胞表达CIDEC/FSP27AAA形成中的作用,研究者将Fsp27flox/flox (Fsp27fl/fl)小鼠Fsp27基因敲除小鼠(Fsp27AKO)均以高脂饮食喂养三个月,并输注生理盐水或Ang II 4,并通过形态学分析、超声波测定及对比主动脉组织的病理生理学变化等方法,发现脂肪组织中FSP27缺乏可保护小鼠免受HFDAng II诱导的AAA形成的影响(Fig. 2)。此外,转录组分析发现Fsp27fl/flFsp27AKO小鼠之间存在显著差异,尤其是Fsp27AKO小鼠主动脉中的MMP12水平和巨噬细胞浸润均显著降低。

Figure 2. FSP27 deficiency in adipocytes reduces macrophage infiltration in AAA lesions

研究者推断,在Fsp27AKO小鼠体内观察到的巨噬细胞向主动脉迁移的减少可能是由于血管周围脂肪细胞分泌的趋化因子减少所致。经证实,FSP27能够促进脂肪细胞表达和分泌趋化因子CCL2 (又称单核细胞趋化蛋白-1, MCP1),通过CCL2/CCR2增加巨噬细胞迁移,同时CIDEC/FSP27通过激活c-Jun N端激酶(JNK)促进CCL2的表达(Fig. 3)

Figure 3. FSP27 in adipocytes promotes macrophage migration through the CCL2/CCR2 axis

总之,这项研究证明了全身脂肪组织中CIDEC/FSP27的缺失会导致HFD处理和Ang II输注后AAA发病率显著降低。转录组分析表明,Fsp27基因敲除(Fsp27-/-)小鼠PVAT的炎症反应减少。CIDEC/FSP27通过诱导CCL2的表达促进PVAT炎症,进而诱导巨噬细胞浸润和MMP分泌。这些结果为了解AAA进展过程中PVAT的炎症机制提供了新的视角并突出了CIDEC/FSP27作为肥胖相关AAA治疗靶点的潜力。

参考文献
1. Golledge J. Abdominal aortic aneurysm: update on pathogenesis and medical treatments. Nat Rev Cardiol 2019;16:225-242.
2. Anagnostakos J and Lal BK. Abdominal aortic aneurysms. Prog Cardiovasc Dis 2021;65:34-43.

3. Police SB, Thatcher SE, Charnigo R, et al. Obesity promotes inflammation in periaortic adipose tissue and angiotensin II-induced abdominal aortic aneurysm formation. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2009;29:1458-1464.

4. Chen FJ, Yin Y, Chua BT, et al. CIDE family proteins control lipid homeostasis and the development of metabolic diseases. Traffic 2020;21:94-105.

5. Xu L, Zhou L and Li P. CIDE proteins and lipid metabolism. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2012;32:1094-1098.

6. Lyu X, Wang J, Wang J, et al. A gel-like condensation of Cidec generates lipid-permeable plates for lipid droplet fusion. Dev Cell 2021;56:2592-2606 e7.

7. Gong J, Sun Z, Wu L, et al. Fsp27 promotes lipid droplet growth by lipid exchange and transfer at lipid droplet contact sites. J Cell Biol 2011;195:953-963.

8. Puri V, Konda S, Ranjit S, et al. Fat-specific protein 27, a novel lipid droplet protein that enhances triglyceride storage. J Biol Chem 2007;282:34213-34218.

9. Nishino N, Tamori Y, Tateya S, et al. FSP27 contributes to efficient energy storage in murine white adipocytes by promoting the formation of unilocular lipid droplets. J Clin Invest 2008;118:2808-2821.

杨天舒

复旦大学代谢与整合生物学研究院青年研究员,博导
研究方向
1.利用特异性敲除小鼠等模型探讨脂代谢对肺泡巨噬细胞功能及肺部免疫稳态的调节机制。
2.糖、脂及氨基酸代谢对巨噬细胞分化及其在代谢性疾病中作用的调节机制。
3.结合转录组、代谢组、脂质组等多组学技术,开发针对质谱数据、多组学数据的人工智能方法,利用临床样本寻找和鉴定对重症肺炎、哮喘等疾病具有关键作用的代谢物和代谢途径,利用动物模型深入研究其调节机制。

个人主页
https://imib.fudan.edu.cn/dc/21/c41546a252961/page.htm



李蓬
研究方向
李蓬院士长期从事脂代谢和代谢性疾病研究,发现细胞内调节脂代谢的细胞器脂滴可通过特殊的融合方式而生长,在脂代谢调控中起重要作用;发现和鉴定了多个与脂滴融合相关的重要蛋白和调控因子,系统阐明了脂滴融合的生物化学和细胞生物学机制;运用小鼠模型和临床样品等从生理和病理机制上证明脂滴融合是肥胖和非酒精性脂肪肝发生的细胞生物学基础,分析鉴定了调控肝脏细胞,乳腺表皮细胞,皮脂细胞中脂肪分泌的重要通路及其调控机制;从生物化学,细胞生物学,生理学和病理学等多个角度阐明了脂代谢调控的机制和代谢性疾病发生和发展的基础。

个人主页
https://life.tsinghua.edu.cn/info/1032/1261.htm





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Original Article
https://doi.org/10.1093/lifemeta/loae035
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