肥胖已经是世界范围内的流行性疾病,中国也不例外。《柳叶刀》的最新论文表明,截止到2022年,全世界肥胖人群已经超过10亿。
在2016年的全球肥胖版图上,中国的肥胖率排名为141,位于全球倒数。但从增长速度上来看,中国已经与西方国家“旗鼓相当”。
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肥胖已成全球共同面临的一大挑战,几乎每两名成年人中就有一名超重或肥胖。与之相对的是,人们对肥胖的认知普遍不足,绝大多数人仍将其视作外观问题而非慢性疾病。随着社会经济发展和生活方式改变,肥胖问题还在持续恶化,给个人健康和公共卫生带来的负担也日益沉重。
当一个人体重超重或肥胖,身体许多指标容易亮起红灯——膝关节承压过重,走路会感到疼痛;过多的脂肪压迫心脏和肺部,会感觉喘不上气;晚上睡觉打呼噜,甚至呼吸暂停,把自己憋醒;肥胖影响人体的方方面面,骨骼、肌肉、心脑血管无一例外。此外,肥胖与机体的慢性炎症、胰岛素抵抗等密切相关。然而,肥胖期间炎症的起源在很大程度上是未知的。
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2023年6月,浙江大学蔡志坚、王建莉和杨菲课题组于 Cell Metabolism 在线发表题为“UBE2M-mediated neddylation of TRIM21 regulates obesity-induced inflammation and metabolic disorders”的研究论文,发现了拟素化 E2 结合酶 UBE2M 通过诱导底物 TRIM21 发生拟素化修饰,进而调控了肥胖过程中机体的慢性炎症反应和相关的代谢紊乱。
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研究人员发现 UBE2M 对巨噬细胞介导的肥胖相关炎症至关重要。在肥胖的发展过程中,特定的环境比如缺氧会导致 HIF-1α 的积累,从而促进 IL-1β 的产生。与此同时,巨噬细胞的 UBE2M 通过诱导 E3 泛素连接酶 TRIM21 的拟素化修饰增强其与底物蛋白 VHL 的结合,促进 VHL 的泛素化降解。随后,VHL 介导的 HIF-1α 泛素化降解被抑制,进一步加重了 HIF-1α 的累积并促进了下游 Il1b 的转录和后续的炎症反应,最终通过抑制脂肪酸氧化(Fatty acid oxidation, FAO)和胰岛素受体底物1(Insulin receptor substrate 1, IRS-1)的表达恶化肥胖和相关的代谢紊乱。此外,肥胖也会诱导 UBE2M 表达上调,形成一个正反馈恶性循环不断加重肥胖和代谢紊乱。
在这个过程中,TRIM21 作为关键分子参与了 UBE2M 对下游 IL-1β 介导的慢性炎症的调控,表明 TRIM21 是干预肥胖相关炎症的理想靶点。为了靶向 TRIM21 进行转化应用,研究人员将 TRIM21 的反义寡核苷酸链(Antisense oligonucleotides, ASOs)装载于红细胞来源的胞外囊泡(Red blood cell-derived extracellular vesicles, RBC-EVs),制备成 RBC-EVs/Trim21-ASOs。给小鼠体内回输 RBC-EVs/Trim21-ASOs 可以靶向沉默肝脏和脂肪巨噬细胞的 TRIM21,减少下游 IL-1β 诱导的炎症和代谢紊乱,最终达到缓解肥胖的效果。
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该研究成果表明,巨噬细胞 UBE2M 介导的 TRIM21 拟素化修饰在肥胖相关炎症的发生过程中具有重要作用,并概念验证了 TRIM21 是治疗肥胖和相关代谢疾病的有效靶点,具备较高的应用前景。
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