吃货福音！华西医院何金汗等 JEM 报道进食诱导的肝因子能减轻饮食性肥胖
丁香学术
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肥胖，又一「社会公敌」，是能量摄入和能量消耗不平衡的结果，也是糖尿病、心血管疾病等许多代谢性疾病发生和发展的危险因素。同时，肥胖也是一种慢性疾病，是目前全球公共卫生领域内非常棘手的挑战。
导致肥胖的因素有很多，其中管不住嘴、迈不动腿可谓是最直接最重要的原因了 。近日，下面这项研究可能是很多「吃货」的福音了！
2021 年 4 月 15 日，四川大学华西医院国家老年疾病临床医学研究中心何金汗领衔的团队在 JEM 在线发表了题为 Feeding-induced hepatokine, Manf, ameliorates diet-induced obesity by promoting adipose browning via p38 MAPK pathway 的研究性文章，这项研究结合体内外实验，揭示了 进食诱导的肝脏因子 Manf 在调节脂肪组织生热方面的关键作用，能减轻饮食导致的肥胖，为控制肥胖和相关代谢疾病提供了潜在的治疗靶点。
图片来源：JEM
主要研究内容
Manf 是一种随进食诱导而上调的肝因子
肝脏在能量代谢中起着重要作用。进食过程中可以诱导肝脏释放激素 (称为肝因子)，作用于其他组织来调节糖和脂质代谢。然而，肝脏是否对进食有反应并分泌肝因子来调节生热还不清楚。
为了鉴定潜在的由于喂养诱导的肝因子，研究人员对禁食和进食小鼠的肝脏进行了转录组测序分析。通过差异分析发现，进食小鼠组有 153 个基因上调，120 个基因下调两倍以上。其中 16 个上调基因和 4 个下调基因存在分泌信号肽，而这些分泌蛋白已经被发现是通过禁食或再进食来调节的，包括 Fgf21 和 Pcsk9。其中，他们发现 Manf 在肝脏中高表达，并且其在能量代谢中的功能未知，因此被作为研究对象。
研究人员借助实时定量 PCR 和 WB 实验证实，进食后， Manf 的 mRNA 水平和蛋白水平均持续升高。为表征 Manf 的表达模式，他们分析了其在不同组织中的蛋白水平，发现它在肝脏中的表达量最高。Manf 作为一种分泌蛋白，进食之后和营养过剩小鼠模型的血清 Manf 水平较高。因此，作为一种受营养状态调节的肝因子，Manf 可能在肥胖和能量稳态中发挥作用。
图片来源：JEM
肝脏特异性过表达 Manf 可显著降低 HFD 诱导的肥胖
为了探索肝脏释放的 Manf 的潜在作用，他们构建了肝脏特异性 Manf 转基因 (Tg) 小鼠，在高脂饮食 (HFD) 下，Tg 小鼠的体重在 3 周后与 WT 小鼠出现了差异；高脂喂养 12 周后，Tg 小鼠明显变小，体重增加明显少于 WT 小鼠。
为确定 Tg 小鼠体重下降的原因，他们对脂肪组织进行称重，结果发现 Tg 小鼠附睾 WAT (eWAT) 和腹股沟皮下 WAT (iWAT) 均小于 WT 小鼠对应位置。较低的脂肪重量可能是由于 Tg 小鼠的脂肪细胞大小减少。BAT 的重量在 WT 和 Tg 小鼠中相似，iWAT 可代表褐色脂肪组织。
这些结果表明肝脏特异性过表达 Manf 对高脂饮食诱导的肥胖小鼠有保护作用，并促进腹股沟皮下 WAT 的褐变。此外，在肝脏过表达 Manf 也与减少脂肪炎症、改善胰岛素敏感性和肝脏脂肪变性有关。
图片来源：JEM
为了了解 Manf 诱导褐变的机制，他们分析了目前已知的介导褐变的信号通路。结果发现，Manf 处理原代分化脂肪细胞后，p38 MAPK 的磷酸化水平 (p-p38) 呈现浓度依赖的方式增加，p38 MAPK 的磷酸化进一步激活活化转录因子 2 (ATF2)，从而诱导 Ucp1 和其他生热基因的转录。
此外，在 Manf 处理的脂肪细胞中，ATF2 的磷酸化水平也更高。由此可见，肝细胞分泌的 Manf 可通过激活 p38 MAPK 通路直接促进脂肪细胞褐变；重组 Manf 能直接增加 Ucp1 等产热基因的表达，提示 Manf 可直接促进脂肪细胞褐变。因此，这些实验证实了 Manf 确实可以促进 iWAT 脂肪细胞的褐变。
图片来源：JEM
Manf 过表达改善 HFD 诱导的脂肪组织炎症
肥胖常伴有脂肪组织的慢性炎症，脂肪组织炎症主要表现为脂肪组织巨噬细胞的积累。借助流式细胞术分析 eWAT 中的脂肪组织巨噬细胞，他们发现，Tg 小鼠中 F4/80+CD11b+ 双阳性脂肪组织巨噬细胞总数少于 WT 小鼠。同时，Manf 过表达也导致 F4/80+CD11b+CD11c+ 三阳性 M1 型巨噬细胞数量显著减少，而 CD206+CD11b+F4/80+ 三阳性 M2 型巨噬细胞数量没有变化。同样地，在 Tg 小鼠中，M1 巨噬细胞标记物的表达被极大地抑制，而 M2 巨噬细胞标记物的表达没有变化。另外，Tg 小鼠 eWAT 中 IL-1β、单核细胞趋化蛋白 1 (Mcp-1) 和 Tnf-α 等炎症基因的表达较 WT 小鼠有所降低。因此，在 eWAT 中，Manf 通过抑制巨噬细胞向 M1 极化来对抗炎症。
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Manf 缺失加重了 HFD 诱导的肝脏脂肪变性和炎症
接下来，为了进一步证实 Manf 在能量稳态中的作用，研究人员构建了肝脏 Manf 特异性敲除小鼠 (LKO)。结果表明，当喂食高脂饲料时，LKO 小鼠比对照组小鼠更大，体重增加更多。与这些发现一致的是，LKO 小鼠 iWAT 体重显著增加，LKO 组的脂肪细胞也比对照组大，并出现了肝脏的脂肪变性和炎症积累。
总之，Manf 敲除小鼠模型进一步表明了 Manf 在调节脂肪组织生热方面的关键作用。
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研究总结
总的来说，在这项研究中，他们揭示了进食诱导的肝脏因子 Manf 在调节脂肪组织生热方面的关键作用。肝脏特异性过表达 Manf 显著保护小鼠免受饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗，进一步的研究表明，Manf 调控的褐变是由 p38 MAPK 信号介导的。
此外，重组 Manf 通过促进 iWAT 的生热和改善饮食诱导和遗传肥胖小鼠模型的胰岛素抵抗显示了其潜在的治疗作用。
图片来源：JEM
与此同时，他们还发现，人体循环 Manf 水平与 BMI 呈正相关，提示 Manf 可能是肥胖及相关代谢疾病的一个治疗靶点，具有潜在的临床应用价值。
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题图来源：站酷海洛Plus
