肥胖越胖越难“烧脂”是IL-11/IL-11Ra给米色脂肪踩刹车
2026年5月14日,华中科技大学同济医学院附属同济医院陈勇团队在 Cell Metabolism 在线发表题为 “Adipokine IL-11/IL-11Ra constrains sphingolipid metabolism to limit the thermogenic capacity of beige adipocytes” 的研究论文。
本研究发现,IL-11/IL-11Ra信号轴是米色脂肪细胞限制产热能力的一套内源性负反馈机制。
脂肪组织不是单纯储存能量的“仓库”。在寒冷或β肾上腺素能刺激下,白色脂肪可发生米色化,把能量转化为热量。但产热不能无限打开,否则机体也会面临能量过度消耗。
研究从产热刺激后的脂肪细胞转录变化入手,发现细胞因子-受体通路显著上调,其中IL-11在米色脂肪细胞中被肾上腺素能刺激强烈诱导并分泌。
外源IL-11处理可降低Ucp1、Pgc1α等产热基因表达,减少氧耗;阻断IL-11Ra后,这种抑制效应被解除。在脂肪细胞特异性IL-11Ra敲除小鼠中,CL-316243或冷刺激诱导的白脂肪产热更强,氧耗和热生成增加。
高脂饮食条件下,敲除IL-11Ra的小鼠体重增长更少,脂肪垫和肝脏重量下降,葡萄糖耐量、胰岛素敏感性和血脂指标改善。机制层面,IL-11/IL-11Ra并不是直接关掉Ucp1,而是通过STAT3抑制Sphk1转录,降低S1P生成。当IL-11Ra信号被解除后,Sphk1/S1P/S1pr1通路增强,进一步促进IP3相关的内质网-线粒体钙转运,提高线粒体功能和米色脂肪产热。相反,药物或AAV敲低Sphk1会削弱IL-11Ra缺失带来的冷耐受和代谢改善。
更接近转化的一步,是作者设计了IL-11Ra阻断肽。肥胖小鼠局部给药后,脂肪积累减少,糖脂代谢改善,iWAT产热基因升高。它提示抗肥胖干预不一定只靠“强行点燃脂肪”,也可以尝试解除米色脂肪自身的刹车系统。真正需要继续回答的是,这种刹车能否在人类脂肪组织中被安全、局部、长期地调节。
脂肪细胞在能量过剩时可通过分泌促炎性细胞因子表现出细胞可塑性。在这里,作者鉴定出白细胞介素(IL)-11在肾上腺素能刺激下可由脂肪细胞,尤其是米色脂肪细胞,强烈诱导并分泌。IL-11通过结合IL-11受体α(IL-11Ra)抑制脂肪细胞产热,并作为一种“刹车”来维持能量稳态。脂肪细胞特异性IL-11Ra敲除小鼠在高脂饮食条件下表现出增强的全身能量消耗,以及改善的葡萄糖和脂质代谢。抑制IL-11/IL-11Ra信号增强鞘氨醇激酶1(Sphk1)驱动的鞘氨醇-1-磷酸(S1P)生成,从而重塑米色脂肪细胞内的钙循环。值得注意的是,在肥胖小鼠中使用针对IL-11Ra设计的肽进行治疗,可有效缓解脂肪积累及肥胖相关疾病。
综上,本研究定义了米色脂肪细胞来源IL-11在能量代谢中的一种生理性、非经典机制,该机制可能成为肥胖治疗的有前景靶点。
主要研究结果
1.肾上腺素能刺激诱导米色脂肪细胞分泌IL-11:
在正常状态下,IL-11通过IL-11Ra抑制Sphk1/S1P信号,限制线粒体钙转运和产热,使白脂肪褐变、胰岛素敏感性下降并促进脂肪积累;当IL-11Ra被阻断后,Sphk1/S1P和钙循环增强,产热能力和代谢状态改善。
2.IL-11是肾上腺素能刺激诱导的脂肪因子:
Fsk刺激米色脂肪细胞后,细胞因子-受体互作通路显著上调;CL-316243处理小鼠iWAT后,IL-11集中出现在Ucp1阳性细胞附近;成熟脂肪细胞和体外分化米色脂肪细胞在刺激后IL-11表达及分泌升高,PKA抑制剂H89可削弱这一反应。
3.脂肪细胞IL-11/IL-11Ra信号抑制产热和能量消耗:
IL-11处理米色脂肪细胞后,Ucp1、Pgc1α等产热分子下降,氧耗降低;IL-11Ra阻断抗体可解除IL-11对OCR的抑制;脂肪细胞特异性IL-11Ra敲除小鼠在CL-316243刺激下iWAT产热基因表达、Ucp1蛋白和全身氧耗升高。
4.脂肪细胞特异性IL-11Ra缺失缓解高脂饮食诱导肥胖:
10周高脂饮食后,IL-11RaAKO小鼠体重增长减少,iWAT、eWAT、BAT和肝脏重量下降,脂肪细胞和肝脏脂质沉积减少;同时氧耗、二氧化碳生成和热生成增加,葡萄糖耐量、胰岛素敏感性及血脂指标改善。
5.IL-11Ra阻断肽改善肥胖相关代谢异常:
作者基于IL-11与IL-11Ra相互作用设计阻断肽,在高脂饮食小鼠iWAT局部给药后,体重增长、脂肪垫重量、肝脏重量和组织脂肪沉积下降;同时葡萄糖耐量、胰岛素敏感性、血清TG/TC/LDL及iWAT产热基因表达均得到改善。
发布于 广西
