近年来，肥胖被视为一种全球广泛流行的代谢紊乱，通常伴随着一系列代谢问题，包括血脂异常、高血糖和胰岛素抵抗等。肥胖的发生不仅会影响机体的正常代谢，还会显著增加患心血管疾病、2型糖尿病以及多种慢性病的风险。因此，如何防治肥胖已成为公共健康领域的一大难题。目前，控制肥胖的主要策略包括限制外源性脂肪摄入、抑制脂肪酸的合成及促进脂肪酸的分解，从而减少体脂积累。然而，尽管肠道中脂肪酸的吸收过程已被深入研究，但目前仍未发现能够通过有效抑制脂肪酸吸收从而预防肥胖的特异性抑制剂。因此，探索新的靶点和方法以干预肠道中脂肪酸的吸收过程进而控制肥胖，具有重大临床应用价值和公共健康意义。
2024年9月19日，南京医科大学顾爱华团队联合同济大学附属东方医院蒋兆彦团队在Advanced
Science（IF2023=14.3）期刊上发表了题为“siRNA/CS-PLGA
Nanoparticle System Targeting Knockdown Intestinal SOAT2 Reduced Intestinal
Lipid Uptake and Alleviated Obesity”的研究论文。本研究证实了肠道Soat2基因对脂质摄取具有潜在的调节作用，并构建了一种Soat2 siRNA/CS-PLGA纳米颗粒系统以实现肠道靶向递送和抑制Soat2基因的表达，从而有效抑制肠道脂质吸收并缓解肥胖。
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本研究中，研究者首先构建了肠道Soat2基因特异性敲除（Soat2I-KO）小鼠模型，并通过高脂高糖饮食诱导肥胖，旨在研究Soat2基因对肥胖的作用。随后，研究者设计并制备了siRNA/CS-PLGA纳米粒系统，用于靶向递送siRNA至小鼠肠道，抑制Soat2基因的表达。此外，还通过细胞实验和分子生物学技术，探究了肠道Soat2基因在调节脂肪酸吸收中的作用机制。
肠道Soat2基因的缺失通过减少脂肪酸吸收以缓解饮食诱导的肥胖
为探究肠道Soat2基因在肥胖中的作用，研究人员通过高脂高糖饮食建立了饮食性肥胖小鼠模型，并通过敲除肠道Soat2基因验证了Soat2基因的缺失能够缓解HF/HS诱导的小鼠肥胖。此外，研究还发现肠道Soat2的抑制可以减少肠道脂肪酸的摄取。进一步分析发现，肠道中CD36蛋白的表达显著下调，而CD36蛋白被广泛认定为协助脂肪酸摄取的关键因子。上述结果表明，肠道Soat2基因的缺失通过减少CD36蛋白的表达，进而抑制脂肪酸的吸收。（Fig.
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Fig. 1 肠道SOAT2的缺失通过抑制脂肪酸的吸收来防止饮食诱导的肥胖
研究人员设计了一种基于PLGA和壳聚糖（CS）的口服siRNA纳米粒子系统，该系统利用壳聚糖的pH敏感性和粘附效应，特异性靶向肠上皮细胞中的Soat2基因进行敲低。通过模拟胃液和模拟肠液中的孵育实验，研究者验证了CS-PLGA纳米粒子在生理条件下的高度稳定性。此外，与PLGA纳米粒子相比，CS-PLGA纳米粒子包覆的siRNA具有更高的吸收效率，这主要是由于CS-PLGA纳米粒子具备更强的正电荷特性。（Fig.2）
Fig.2 CS-PLGA纳米粒子的制备
为了评估CS-PLGA纳米粒子的生物分布情况，研究人员将Cy5标记的siRNA装载到PLGA中以制备荧光纳米粒子进行体内跟踪。结果显示，Cy5-siRNA/CS-PLGA纳米粒子仅在小肠内积累，而在其他代谢器官中未观察到荧光信号，表明纳米粒子成功靶向并递送至小肠。随后，研究者在不同时间点评估了siRNA/CS-PLGA纳米粒子处理后小鼠肠道段对Soat2基因表达的抑制效果。结果发现，在小肠近端部分观察到了显著的抑制效应，进一步证明纳米粒子成功抑制了肠道内Soat2基因的表达。（Fig.3）![]()
Fig. 3 CS-PLGA纳米粒子的表征
Soat2 siRNA/CS-PLGA纳米颗粒有效缓解了小鼠肥胖进展
为了进一步验证Soat2siRNA/CS-PLGA纳米颗粒对肥胖的治疗效果，研究人员通过口服给药的方式将该纳米颗粒应用于高脂饮食（HFD）诱导的肥胖小鼠。结果表明，纳米颗粒处理组的疗效与Soat2基因敲除小鼠（Soat2I-KO）一致。此外，接受纳米颗粒治疗的小鼠肠道中Soat2和CD36蛋白的表达显著降低。这些结果进一步证实了Soat2siRNA/CS-PLGA纳米颗粒在肥胖治疗中的潜在作用。（Fig.
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Fig. 4 Soat2 siRNA/CS-PLGA纳米颗粒缓解了小鼠的肥胖发展
Soat2基因的缺失促进Rnf5介导的CD36泛素化和降解
为了进一步探究Soat2siRNA/CS-PLGA纳米颗粒治疗肥胖的分子机制，研究者首先构建了shSoat2转染的Caco2细胞模型，并使用荧光标记的棕榈酸盐评估其脂肪酸吸收能力。结果显示，Soat2基因表达下调显著减少了Caco2细胞对脂肪酸的吸收。随后，研究者通过环己酰胺追踪实验发现，shSoat2转染Caco2细胞中内源性CD36蛋白被泛素化降解。而免疫沉淀和Western
blot结果进一步证实，CD36蛋白的泛素化降解主要由E3泛素连接酶Rnf5介导。上述实验结果表明，当肠上皮细胞Caco2中Soat2基因被敲低时，CD36蛋白通过E3泛素连接酶Rnf5介导的泛素化途径被降解，从而减少Caco2细胞对脂肪酸的吸收。（Fig.5）
Fig. 5 SOAT
2的缺失促进NF5介导的CD36泛素化和降解
SOAT2基因敲低细胞中的内质网应激促进了Rnf5介导的ER相关降解
研究者探究了内质网（ER）应激如何通过ER相关的降解（ERAD）途径促进CD36降解。数据表明，Soat2基因敲低的细胞以及Soat2基因敲除小鼠中ER应激标志蛋白Chop和Ire1α的表达显著上调。使用ER应激诱导剂处理Caco2细胞可显著促进CD36的泛素化。此外，抑制ER应激后CD36的泛素化水平有所下降，表明ER应激在Soat2基因敲低所导致的CD36降解过程中起到关键作用。同时，4-PBA分子伴侣可有效缓解ER应激并显著降低Ire1α、Bip和Chop蛋白的表达，从而减弱ER应激反应。（Fig.6）![]()
Fig.
6 SOAT2敲低细胞中的内质网应激促进了RNF5介导的内质网相关降解
本研究成功开发了一种新型siRNA/CS-PLGA纳米系统，该纳米系统能够在肠道中实现特异性递送siRNA，显著抑制Soat2表达，进而减少肠道脂质吸收并缓解肥胖。进一步的机制研究表明，抑制Soat2基因表达会引起内质网应激反应，从而激活E3泛素连接酶Rnf5并促进CD36蛋白的泛素化降解。CD36作为肠道中负责脂质摄取的关键转运蛋白，其水平下降导致脂质吸收减少，进而在一定程度上缓解了饮食诱导的肥胖。该发现为肥胖及相关代谢性疾病的治疗提供了新的思路。尽管本研究已取得一定的成果，但仍有两个问题需要进一步深化和完善。首先，研究表明抑制肠道Soat2基因的表达能够通过减少脂肪酸吸收来防止饮食诱导的肥胖。然而，人体中存在多种脂肪酸类型，其中包括必需脂肪酸与非必需氨基酸。本研究未具体探讨所涉及的脂肪酸种类。如果能够进一步分析和研究不同类型脂肪酸，实验结果将更具说服力和针对性。其次，Soat2基因的激活通过将游离胆固醇与脂肪酸酯化为胆固醇酯，从而减少血液中胆固醇的含量并促进其转运至肝脏。然而本研究未涉及肝功能的评估，为了获得更加准确和全面的结论，建议在未来的研究中进一步评估肝功能。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202403442
编辑：吴佩仪 排版：邹婷婷 审核：游杰
