中国之声 | 毕艳教授团队EASD四重奏：泌乳素及外泌体在代谢中的多维探索

第60届欧洲糖尿病研究协会（EASD 2024）年会正在火热进行。国内众多专家团队携优秀原创研究亮相大会，发出了响亮的中国学术最强音！

其中，南京大学医学院附属鼓楼医院毕艳教授团队在EASD大会现场做了4项口头报告，这些创新性研究成果聚焦于泌乳素在代谢（特别是脂质代谢）与认知功能中的重要作用和机制，并首次发现介导脂-脑通讯的新因子——脂肪组织分泌的外泌体，不仅展示了团队在科研上的深厚实力，也为代谢疾病研究开辟了新的方向。

本刊特邀毕艳教授团队对这些优秀成果进行深度解读，第一时间为广大临床医生传递国际盛会上的中国学者之声。

研究人员首先在病理诊断的MASLD临床队列中发现，PRL与FAA及肝脏脂肪变均存在显著负相关；中介分析提示PRL水平降低可能介导了高血清FFA促MASLD的发生。

为进一步研究FFA、PRL和肝脏脂肪变性三者之间的联系，研究人员通过高脂时程实验、垂体立体定位注射和体外细胞共培养等方式，发现过量FFA显著降低血清PRL水平，促进肝脏脂质沉积；而提升PRL水平可以改善FFA诱导的肝细胞脂质沉积。

为进一步探究FFA抑制PRL的分子机制，研究人员分析了FFA对PRL转录合成、囊泡分泌以及神经调控等环节的作用。结果发现，FFA显著抑制了泌乳素细胞中PRL基因转录及蛋白合成，并降低囊泡形成关键基因的表达。

研究人员进一步探究了泌乳素细胞是否感应FFA信号及其关键分子。油红染色、脂质定量和脂肪酸摄取结果显示，FFA可促进泌乳素细胞内脂质异位沉积；在高脂环境中，泌乳素细胞会摄取更多脂质。进一步研究发现，FFA显著增加CD36基因及蛋白表达水平，而对其他的脂质转运分子没有影响。拮抗或抑制CD36可显著降低泌乳素细胞内甘油三酯含量，并回升细胞培养液中PRL水平。

最后，研究人员还探究了在体抑制垂体CD36表达对肝脏脂质沉积的作用。通过垂体定位注射敲减CD36的腺相关病毒，以及尾静脉注射具有垂体靶向性的脂质体递药系统，研究人员发现，抑制垂体CD36表达可回升脂肪肝小鼠血清PRL水平，并显著改善肝脏脂质沉积。

泌乳素作用于POMC神经元调节肝脏脂质代谢的机制研究

目前，MASLD的治疗手段有限，究其原因是其病理机制尚未阐明。因此，探究MASLD的发病机制对开发新的治疗靶标至关重要。

大脑在维持肝脏脂代谢稳态中发挥关键作用，尤其是下丘脑，可以感知、整合来自外周的激素、细胞因子和营养信号，协调肝脏脂代谢的稳态平衡。

本课题组前期研究发现，PRL可直接作用于肝细胞上的PRL受体，通过调节脂肪酸转位酶CD36调控肝脏脂代谢。此外，PRL受体在中枢神经系统广泛分布。然而，PRL是否作用于中枢神经系统调节肝脏脂质代谢尚未可知。

基于此，本项目旨在探讨PRL是否通过神经调节改善肝脏脂质代谢，并阐明其神经机制及调节肝脏脂代谢的分子机制。

为探究PRL是否通过中枢途径改善肝脏脂质代谢，研究人员构建了PRL全身敲除小鼠模型，并通过中枢PRL注射发现，PRL全身敲除小鼠在高脂饮食诱导时更容易出现肝脂质沉积，而中枢注射PRL可减少其肝脏脂质沉积程度。

为进一步确定PRL靶向的特定神经元，研究人员开展了PRL受体全脑免疫荧光筛查和电生理实验。结果表明，下丘脑弓状核中PRL受体表达量最高；PRL主要激活的是弓状核中的POMC神经元。

接着，研究人员构建了POMC神经元特异性PRL受体敲除小鼠模型，并通过多种示踪病毒揭示了PRL改善肝脏脂质代谢的神经回路。结果显示，PRL受体阳性的POMC神经元可投射到肝脏，且条件性敲除POMC神经元种PRL受体的小鼠，在高脂饮食诱导时更容易出现肝脏脂质沉积。

体内实验及细胞实验表明，PRL可激活支配肝脏的交感神经，并通过调节下游的PPAR信号通路调节肝脏脂代谢。同时，PRL中枢治疗能改善高脂饮食诱导的脂肪肝。

本研究揭示了PRL调节肝脏脂质代谢的新途径，并首次发现垂体分泌的PRL可直接作用于下丘脑，调节弓状核中的POMC神经元活性，进而通过交感神经调节肝脏脂代谢稳态。

这一研究结果阐明了中枢神经直接调控肝脏脂代谢的机制，同时拓宽了PRL调节肝脏脂代谢的新途径，为探索治疗MASLD的中枢靶点提供了证据，为寻找脂肪肝治疗策略提供了新思路。

近年来我国糖尿病发病率持续增长，其并发症危害大且防控成效不乐观，是威胁人民健康的重大疾病。其中，糖尿病认知障碍尤为突出，已逐渐上升为糖尿病患者致残致死的重要原因。

目前糖尿病认知障碍病理机制尚不明确，缺乏有效的治疗药物，且单纯控制血糖无法延缓认知功能下降。因此，进一步探究其发病机制有助于发现新的干预靶标。

海马是认知受损时主要受累的脑区，而突触是神经电信号高效传递的基础，也是海马神经功能的核心。国内外及申请人团队前期研究揭示了海马突触丢失是神经退行性疾病以及糖尿病认知障碍的早期病理特征，与患者认知受损程度密切相关。

突触是动态结构，其形成和消除受到激素的调控。其中，外周激素对糖尿病认知功能的调节作用已被报道，例如，在糖尿病中，胰岛素、瘦素和肠促胰岛素通过促进突触形成提供神经保护作用，而糖皮质激素通过增强突触消除诱导神经精神损伤。另一方面，中枢神经系统来源的激素在糖尿病认知功能障碍中的作用逐渐引起了学者们的关注，褪黑素被认为可上调突触相关蛋白并缓解糖尿病的认知障碍。

垂体作为中枢神经系统的主要内分泌腺，其分泌的激素对海马突触调节具有多种作用。本项目旨在阐明垂体激素对与糖尿病认知障碍的作用及机制。

为明确垂体激素与糖尿病认知障碍的关系，研究纳入了744例完成激素检测、认知评估和磁共振成像（MRI）的2型糖尿病患者，分析后发现，在垂体激素中，只有低水平PRL与2型糖尿病患者认知障碍和海马体积减少有关。

接下来，研究人员采取高脂喂养的方法构建了2型糖尿病小鼠模型，并通过时程实验明确了糖尿病小鼠PRL水平降低先于认知受损和海马突触丢失发生。

进一步研究发现，在糖尿病小鼠中，PRL敲除可直接引起海马突触密度减少和认知障碍；免疫荧光共定位结果显示，介导PRL功能的PRL受体在神经元和小胶质细胞上广泛表达。

为明确PRL对认知功能影响的细胞特性机制，研究人员使用病毒干扰、基因编辑等技术构建PRL受体特异性敲除小鼠，结果发现，特异性敲除神经元上的PRL受体不会影响小鼠认知表现和海马突触密度；而特异性敲除小胶质细胞上PRL受体会引起海马突触丢失和认知受损。

此外，相较于高脂喂养的普通糖尿病小鼠，特异性敲除小胶质细胞PRL受体的小鼠认知受损及海马突触密度下降更显著；脑内小胶质细胞对突触的异常吞噬也更严重。

最后，研究人员通过使用脑立体定位技术和Alzet缓释泵，向糖尿病小鼠侧脑室区域持续输注泌乳素重组蛋白，结果表明，定向糖尿病小鼠侧脑室区域持续输注泌乳素重组蛋白可改善小鼠的学习和空间记忆功能，增加海马突触密度。

本研究首次提出，在垂体激素中，只有PRL与2型糖尿病患者认知障碍和海马损伤有关；进一步揭示了潜在的细胞特异性机制，即在糖尿病中，PRL水平降低通过增强小胶质细胞对突触的吞噬能力诱导海马突触丢失，进而引起认知功能障碍。

研究还证明，PRL输注治疗可以为糖尿病小鼠的认知功能和海马突触病理提供神经保护作用，为糖尿病认知障碍的干预治疗提供了新的思路。

外泌体介导的脂肪-大脑间通讯在调控机体能量稳态中的作用及机制

全球肥胖率快速增长，预计2035年全球肥胖人数将达20亿，我国肥胖人数也将攀升至全球首位。肥胖者罹患2型糖尿病、心脑血管病、肿瘤等并发症风险高，减重治疗需求大，但方法和药物较为有限，总体疗效不足与临床需求迫切之间的差距仍较大。

机体能量稳态的调控依赖于“脑-体（外周代谢组织）互作”机制，其中大脑是核心，尤其是下丘脑，可感知和整合来自外周组织胃肠道、脂肪组织的激素、营养信号、传入神经元的传入信号，协同调节能量摄入和消耗。

与调节饥饿和饱腹感的快速调控系统的肠-脑轴不同，脂-脑轴是维持机体长期能量稳态的反馈系统。脂肪组织作为机体最大的能量储存和内分泌器官，可通过感觉神经传入、激素等向中枢神经系统提供脂肪内的代谢信息调控大脑功能，在调节能量稳态中发挥感受器和效应器的双重重要作用。

然而，脂-脑轴调控能量稳态的理论研究尚未能取得突破。本项目旨在阐明外泌体介导的脂-脑通讯在能量稳态调控中的作用及机制。

通过脂肪组织特异性Rab27敲除小鼠，研究人员发现，抑制脂肪外泌体使小鼠摄食量增加、能量消耗降低，促进肥胖发生；而健康小鼠脂肪外泌体干预可使肥胖小鼠减重。

特异性对脂肪外泌体进行体内示踪发现，脂肪外泌体可被转运到大脑并在下丘脑富集。为进一步解析脂肪外泌体调控能量稳态作用的关键神经元，研究人员采取饥饿进食实验结合全脑cfos成像与荧光原位杂交技术，发现抑制脂肪外泌体导致小鼠进食后下丘脑黑皮质素系统激活受损，弓状核神经元瘦素敏感性下降。

最后，通过病毒介导的基因沉默技术抑制脂肪外泌体中的miRNAs，研究人员明确了脂肪外泌体内容物miRNA是调控弓状核神经元瘦素敏感性的关键分子。

本研究首次提出外泌体是脂-脑通讯的新因子，发现脂肪组织来源的外泌体可以与瘦素协同作用于下丘脑，维持全身能量稳态。这项研究重新定义了脂肪组织在调控机体能量稳态中的生物学作用，为阐明中枢瘦素抵抗的机制以及解决肥胖干预的新策略提供了理论依据。