长期服用芬瑞替尼可预防高脂饮食诱导的肥胖、胰岛素抵抗和肝脂肪变性

摘要

随着全球疫情对于肥胖和2型糖尿病，越来越需要新的、安全的治疗方法来治疗这些代谢紊乱。肥胖是胰岛素抵抗的主要危险因素，胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要致病因素。脂肪组织在调节全身胰岛素敏感性和葡萄糖稳态方面发挥着重要作用，它可以作为脂质的储存库，从而防止脂质异位沉积在其他组织中(45)通过分泌影响全身新陈代谢的激素和细胞因子(36). 这些分泌分子及其信号通路是预防或治疗肥胖和/或2型糖尿病的潜在治疗靶点。一种这样的分泌分子是视黄醇结合蛋白-4（RBP4）。

胰岛素抵抗者和许多肥胖和胰岛素抵抗小鼠模型（包括高脂饮食（HFD））中的血清RBP4水平升高(4,12,14,20,49)，尽管并非所有研究都显示出这种效果(19,28). 在许多研究中，升高水平与小鼠和人类的胰岛素抵抗程度高度相关，在一项大规模人群研究中，血清RBP4水平可高度预测代谢综合征的风险(34). 此外，正常小鼠长期服用RBP4足以引起胰岛素抵抗，而RBP4基因敲除（KO）小鼠则增强了胰岛素敏感性(49). RBP4基因启动子单核苷酸多态性增加了RBP4的表达和血清水平，增加了2型糖尿病的发病风险，这也支持了升高的RBP4在2型糖尿病中起致病作用的可能性(17,33,45安). 许多改善胰岛素敏感性的治疗干预与降低血清RBP4水平有关(14,25,37)，目前正在努力开发RBP4降低药物来治疗糖尿病。虽然几种降低血清RBP4水平的方法可以提高胰岛素敏感性(49,51)，用一种非维甲酸小分子RBP4降低剂进行短期治疗失败(31). 合成维甲酸，芬利替尼[N个-（4-羟基苯基）维生素A酰胺（FEN）]降低血清RBP4水平并提高胰岛素敏感性(21,49). 目前，有一项芬瑞替尼治疗脂肪肝肥胖患者胰岛素抵抗的II期试验(46). 因此，降低RBP4可导致胰岛素敏感性的机制备受关注。

芬瑞汀通过破坏视黄醇-RBP4-转甲状腺素的三元复合物，从而促进RBP4的肾脏清除，从而降低啮齿类动物和人类的血清RBP4水平(三,10,49). 我们发现，对患有HFD的小鼠进行长达16周的Fenretinide治疗，可以防止血清RBP4水平升高，而这通常是由HFD诱导的肥胖、改善胰岛素抵抗和正常的糖耐量引起的，但不会改变食物摄入或HFD诱导体重增加(49). Fenretinide似乎通过降低血清RBP4水平来防止胰岛素抵抗，至少部分是这样(49).

芬雷替尼最初是作为化疗药物开发的(30)因为它具有抑制癌细胞生长的能力，并且毒性相对较低。它通过诱导凋亡来抑制细胞生长，其机制尚不明确，并且在不同组织中似乎有所不同（参考文献。9和15). 芬瑞替尼是目前乳腺癌化学预防临床试验中研究最为广泛的维甲酸，因为它在乳腺组织中有选择性积累，并且具有良好的毒理学特征(21,29,38,52). 由于我们最初的小鼠研究表明，Fenretinide可能是治疗或预防胰岛素抵抗和葡萄糖不耐受的一种很有前景的治疗剂，并且由于人类癌症试验显示几乎没有副作用，因此我们试图进一步研究Fenretii改善葡萄糖稳态和胰岛素作用的机制。我们的目的是确定Fenretinide对能量平衡和脂质稳态是否具有更大的全局影响，以及Fenretinide的代谢作用是否完全通过降低循环RBP4水平或其他机制介导。

方法

结果

长期服用芬瑞替尼预防HFD诱导的肥胖：一项预防研究。

在饮食治疗8周后，HFD小鼠比CHOW小鼠重(P（P）< 0.05;图1A类). 因此，在饮食9周后，HFD小鼠的体脂含量比CHOW高42%，并在19周后进一步增加(图1B类). 正如我们之前展示的那样(49)与HFD对照组相比，FEN-HFD治疗16周对体重没有影响。然而，到22周时，FEN-HFD小鼠比HFD小鼠轻(P（P）< 0.05;图1A类)，由于脂肪量减少(图1B类)而贫质量没有变化（数据未显示）。19周时，与CHOW小鼠相比，HFD小鼠的体脂含量增加了45%，而FEN-HFD小鼠仅增加了19%(图1B类). 芬雷替尼治疗可显著降低8周后的喂食性高瘦素血症，并在治疗22周时完全预防5小时禁食的高瘦素症(图1C类). 正如预期的那样，chow和HFD小鼠的血清瘦素水平与体脂质量密切相关（见补充数据；补充材料见本文的在线版本）。有趣的是，与CHOW或HFD小鼠相比，FEN-HFD小鼠的给定脂肪量的血清瘦素水平低于预期水平(图1,B类和C类和补充数据）。

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图1。

芬瑞替尼部分预防高脂饮食（HFD）诱导的肥胖。A类：4-5周龄雄性FVB小鼠在标准CHOW（○）、HFD（▴）或HFD加0.1%wt/wt Fenretinide（FEN-HFD，\9652]）的体重曲线。B类：第9周和第19周饮食中的体脂含量（CHOW，开放栏；HFD，填充栏或FEN-HFD，灰色栏）。C类：饮食8周和22周时的血清瘦素水平。D类：在34周饮食中解剖内脏（VIS）、皮下（SC）和附睾（EPI）白色脂肪组织（WAT）储备重量。E类：34周饮食中解剖WAT仓库重量与体重的相关性。F类：SC-WAT中脂肪细胞的平均大小表示为每脂肪细胞的脂质量(左边)，每只小鼠SC-WAT仓库中的脂肪细胞数量(正确的). 结果是每个饮食组12-14只小鼠的平均值±SE*P（P）<0.05 vs.CHOW#P（P）与HFD相比<0.05。

通过34周的饮食治疗，Fenretinide显著阻止了HFD喂养引起的内脏和皮下脂肪团的膨胀(图1D类). 相比之下，HFD和CHOW小鼠的附睾脂肪质量具有可比性，FEN-HFD小鼠附睾的脂肪质量大约是后者的两倍。正如预期的那样，所有小鼠的内脏和皮下脂肪团与体重呈线性关系(图1E类,左侧和中间). 有趣的是，附睾脂肪团与体重呈钟形关系(图1E类,正确的). Fenretinide完全阻止HFD诱导的皮下脂肪细胞脂质过度积累(图1F类,左边). 饮食组之间皮下WAT中的脂肪细胞数量没有差异(图1F类,正确的).

与低于预期的血清瘦素水平平行(图1C类和补充数据），FEN-HFD小鼠皮下脂肪质量低于给定体重的预期(图1E类,中间的). 有趣的是，血清瘦素水平与皮下脂肪的相关性更好（补充数据），而与内脏或附睾脂肪肿块的相关性更高（未显示）。

瘦素通过减少食物摄入和增加能量消耗来调节身体脂肪量。在肥胖的高瘦素动物中，瘦素作用受损，这可能是导致高瘦素血症的部分原因。芬瑞替尼治疗改善了HFD诱导的高瘦素血症，即使在肥胖增加的小鼠中，也表明瘦素敏感性提高。与单纯HFD相比，在治疗的前3周内测量的芬瑞替尼没有改变食物摄入量(图2A类,左边)或在第9-11周结束(图2A类,正确的)当HFD和FEN-HFD小鼠的体重相似时。FEN-HFD和HFD小鼠体重差异开始时获得了类似数据（见下文）。因此，Fenretinide治疗既不会减少食物摄入，也不会引起食物厌恶。Fenretinide也不会改变喂食HFD小鼠的粪便脂质含量(图2B类)表明肠道脂肪吸收正常。因此，芬瑞汀不会改变能量摄入，反而可以通过增加能量消耗来保持苗条。在17周时对饮食进行的间接热量测定（当HFD和FEN-HFD体重相似时）未显示出小鼠在光照或黑暗期的耗氧量有任何差异(图2C类,左边)或每克体重（未显示）。静止代谢率和运动活性也没有改变（数据未显示）。此外，通过呼吸交换比（RER；图2C类,正确的). 与CHOW相比，FEN-HFD和HFD小鼠的RER降低相似。然而，身体质量的变化可能伴随着能量摄入和消耗的微小不匹配，特别是在长时间内（参见讨论).

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图2。

Fenretinide不影响食物摄入或能量消耗。A类：前3周的累积食物摄入量(左边)和9-11周(正确的)从4-5周龄开始喂食HFD（▴）或FEN-HFD（？）饮食的小鼠的饮食。B类：饮食30周时的粪便脂质含量。C类：用O表示的能量消耗₂小鼠个体摄入量(左边)以及呼吸交换率（RER；正确的)在17周的饮食中。结果是每个饮食组12-14只小鼠的平均值±SE*P（P）<0.05 vs.CHOW#P（P）与HFD相比<0.05。

芬瑞替尼部分保护小鼠免受HFD诱导的胰岛素抵抗。

我们之前展示过(49)Fenretinide限制HFD诱导的胰岛素抵抗。为了确定Fenretinide改善胰岛素作用的组织，我们对喂食CHOW、HFD或FEN-HFD的第二组雄性FVB小鼠进行了正常血糖-高胰岛素钳夹研究。16周饮食后HFD和FEN-HFD小鼠的体重进展(表1数据未显示）与之前的队列相比(49). 饮食8周后，FEN-HFD和HFD小鼠的血浆胰岛素水平比CHOW小鼠升高了约2.5倍(表2). 饮食13-14周后，HFD小鼠出现严重的高胰岛素血症（升高15倍）和高血糖(表2)胰岛素耐受性测试中的胰岛素抵抗(图3A类)与CHOW控件相比。引人注目的是，芬瑞替尼治疗能有效预防显性高胰岛素血症(表2)胰岛素敏感性显著提高(图3A类). 因此，在FEN治疗16周时进行了正常血糖-高胰岛素钳夹研究。

表1。

正常血糖-高胰岛素钳夹参数

	食物	高频驱动	FEN+HFD
体重，g	32.1±1.2	40.3±1.1**	38.0±1.4*
血浆胰岛素，ng/ml
基础	1.5±0.2	6.7±1.2***	2.9±0.6††
夹紧	6.1±0.5	10.0±1.2**	7.4±0.7
血糖，mg/dl
基础	157.9±8.9	181.2±8.9	166.7±10.2
夹紧	130.2±3.2	136.2±4.9	121.4±3.8*†
肝脏葡萄糖产量，mg·kg−1·最小值−1
基础	15.3±0.5	17.2±0.7	17.9±1.8
夹紧	2.0±0.6	14.4±1.1***	4.1±1.7†††
肝糖原，μg/mg	47.7±15.6	146.5±25.3*	129.8±19.3*
血清游离脂肪酸，mM
基础	1.16±0.06	1.04±0.11	1.35±0.10
夹紧	0.47±0.1	0.90±0.10***	0.71±0.1
血浆AST活性，任意单位	29.1±4.1	47.0±29.7	36.8±23.0
血浆ALT活性，任意单位	26.4±13.8	28.0±13.5	34.0±17.6
小鼠数量	13	14	11

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雄性FVB小鼠在4-5周大时接受高脂饮食（HFD）或含芬瑞汀的HFD（FEN+HFD），并接受正常血糖高胰岛素血症（10mU·kg⁻¹·最小值⁻¹胰岛素）钳夹于16wk饮食。天冬氨酸氨基转移酶：ALT，丙氨酸氨基转移酶。数据为平均值±标准偏差。*与CHOW显著不同(*P（P）< 0.05, **P（P）< 0.001, ***P（P）< 0.0001); †与HFD显著不同（†P（P）< 0.05, ††P（P）< 0.005, †††P（P）< 0.0001).

表2。

血清参数：预防研究

	食物	高频驱动	FEN+HFD
胰岛素（ng/ml）
8周	2.1±0.2	5.4±0.7*	5.1±1.0**†
13周	2.9±0.4	44.3±10.4***	18.6±5.3†
葡萄糖（mg/dl）
8周	199±4.9	226.8±6.8*	228.8±8.1***
13周	194±7.4	238±13.6*	190.5±4.6†
抵抗素（ng/ml）	5.6±0.2	13±0.5***	14.3±0.9***
脂联素（μg/ml）	0.66±0.03	0.59±0.02	0.72±0.05†
游离脂肪酸，（meq/l）	0.93±0.04	1.06±0.01	0.94±0.04
甘油三酯（mg/dl）	203±12	263±21	240±23
甘油（mg/dl）	196±18	330±30*	258±21†
小鼠数量	15	18	18

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雄性FVB小鼠自由进食状态下的血清参数。小鼠在4-5周龄时服用HFD或FEN+HFD，并在13周龄时饮食失血（除非另有规定）。数据为平均值±标准偏差。*与CHOW显著不同(*P（P）< 0.05), **P（P）< 0.01, ***P（P）< 0.005;

^†与HFD显著不同(P（P）< 0.05).

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图3。

芬瑞替尼部分预防HFD诱导的骨骼肌和肝脏胰岛素抵抗。A类：对4-5周龄开始饮食的雄性FVB小鼠在14周饮食（CHOW，○；HFD，▴；FEN-HFD，δ）时进行胰岛素耐受性测试。B–F类：正常血糖-高胰岛素血症（10 mU·kg⁻¹·最小值⁻¹胰岛素）在16–18周的饮食中夹紧（CHOW，开放栏；HFD，填充栏；FEN-HFD，灰色栏）。B类：胰岛素刺激葡萄糖输注率（G_inf公司)以及基础和胰岛素刺激的全身葡萄糖摄取（R_d日).C类：骨骼肌（腓肠肌和比目鱼肌）和WAT中胰岛素刺激的葡萄糖摄取。D类：夹钳末端胫骨前肌中的糖原含量。E类：胰岛素刺激的肝葡萄糖生成抑制。F类：肝脏肿块(左边)和肝脏甘油三酯水平(正确的)在正常血糖-高胰岛素钳夹后16-18周饮食。克：在正常血糖-高胰岛素钳夹期间，饮食16–18周时血清FFA水平的胰岛素刺激抑制（相对于基础水平的抑制百分比）。结果是每个饮食组11-14只小鼠的平均值±SE*P（P）<0.05 vs.CHOW#P（P）与HFD相比<0.05。

在禁食5小时的“基础”状态下，HFD小鼠的血浆胰岛素是CHOW值的4.5倍(表1). 在FEN-HFD小鼠中，血浆胰岛素比HFD小鼠低57%，与CHOW小鼠无显著差异。在正常血糖高胰岛素血症条件下，HFD小鼠表现出严重的胰岛素抵抗，葡萄糖输注率降低了86%（G_{INF（信息）})与吃老鼠相比(图3B类). 芬雷替尼治疗改善了G_{INF（信息）}3.6倍。钳夹数据与HFD 13-14周时胰岛素敏感性的其他指标密切相关(表2和图3A类). 因此，总的来说，芬瑞汀在FVB小鼠中的胰岛素增敏作用在HFD治疗13周时开始，因此在芬瑞汀减少肥胖FVB小鼠体重增加的作用之前。

Fenretinide对HFD诱导的肥胖FVB小鼠肝脏和骨骼肌的葡萄糖代谢具有胰岛素保护作用。

基础（禁食5小时）全身葡萄糖摄取（R_d日)在所有三组小鼠中都是相似的(图3B类). 在CHOW小鼠中，胰岛素输注刺激全身葡萄糖摄取是基础剂量的4.8倍(图3B类). 在HFD小鼠中，胰岛素刺激的全身葡萄糖摄取受损66%，而芬太尼部分阻止了这一点，这与G_{INF（信息）}数据。在HFD小鼠中，胰岛素刺激的腓肠肌2-脱氧葡萄糖摄取量减少了57%，而这一作用通过芬太尼治疗得以阻止(图3C类). 比目鱼鱼和WAT也观察到类似的趋势。与CHOW动物相比，HFD小鼠钳夹末端骨骼肌中的糖原含量降低了（30%），这种影响也被Fenretinide治疗所阻止(图3D类).

在基础状态下，所有饮食组的内源性葡萄糖生成（主要是肝脏，HGP）相似(表1). 胰岛素输注对CHOW小鼠HGP的抑制率为87%，而对HFD小鼠仅为16%，表明肝胰岛素抵抗显著(表1和图3E类). 值得注意的是，尽管FEN-HFD小鼠存在肥胖表型，但芬瑞替尼完全阻止了这种缺陷(表1和图3E类). 与CHOW相比，HFD小鼠的肝脏重约60%，但FEN-HFD小鼠仅重40%(图3F,左边). 因此，与CHOW对照组相比，HFD小鼠肝脏中的甘油三酯积累增加了15倍。这种严重的肝脂肪变性在芬雷他尼的治疗下减少了50%(图3F类,正确的). 因此，即使CHOW小鼠的肝脏脂质含量增加了7倍以上，芬瑞替尼也能减少HFD诱导的肝脂肪变性，并几乎使胰岛素对HGP的作用正常化。

一些用于癌症或痤疮治疗的类视黄醇会导致高甘油三酯血症(7,13). 在这项研究中，芬瑞替尼没有增加循环甘油三酯、游离脂肪酸或甘油(表2). FEN-HFD和HFD小鼠的FFA水平与喂食和禁食5小时状态下的CHOW值相当(表1和​和2）。2). 在钳夹期间，胰岛素输注抑制了CHOW小鼠59%的血清FFA水平，而HFD小鼠只有12%(图3克和表1). 引人注目的是，芬雷他尼完全避免了这种缺陷(表1和图3克). 因此，Fenretinide不像其他类维生素A那样引起高甘油三酯血症，而是在肥胖小鼠中保持正常的胰岛素对脂质稳态的作用。

包括维甲酸在内的许多维甲酸类药物都会引起肝毒性(32,40). 相反，在HFD小鼠中芬瑞汀治疗并没有增加血浆天冬氨酸氨基转移酶和丙氨酸氨基转移酶的水平，这两种肝酶被用作肝细胞损伤的指标(表1).

Fenretinide逆转HFD喂养小鼠的肥胖和胰岛素抵抗：一项干预研究。

如果除预防作用外，Fenretinide还能逆转或减缓现有肥胖和胰岛素抵抗的进展，那么Fenretii的潜在治疗价值将增加。因此，我们对已建立HFD诱导肥胖和胰岛素抵抗的FVB小鼠进行了干预性研究。在服用HFD 32周后，肥胖小鼠被随机分为体重、肥胖、血浆胰岛素水平和胰岛素耐受性匹配的组，并继续服用HFD或服用FEN-HFD。值得注意的是，芬瑞替尼治疗肥胖小鼠12周后阻止了肥胖的进展(图4,A–C). 与单用HFD相比，改用FEN-HFD的小鼠体重增加趋势略低(图4A类). 芬瑞替尼治疗完全抑制脂肪增加(图4,B类和C类)，而瘦体重的增加没有变化(图4C类). 与CHOW小鼠相比，Fenretinide干预前HFD小鼠的瘦素水平增加了两倍以上(图4D类). 引人注目的是，芬瑞汀干预FEN-HFD小鼠12周，使CHOW值正常化，而不仅仅是高瘦素血症(图4D类)也包括内脏和皮下脂肪垫肿块(图4E类). 相反，HFD和FEN-HFD小鼠的附睾WAT质量大约是CHOW小鼠的两倍。Fenretinide特异性抑制HFD诱导的皮下脂肪细胞脂质积聚(图4F类,左边)而所有饮食组皮下WAT中的脂肪细胞数量相似(图4F类,正确的). 芬瑞汀治疗在整个干预期内没有改变累计食物摄入量(图4克)或粪便脂肪含量（数据未显示）。

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图4。

Fenretinide治疗改善饮食诱导肥胖小鼠的肥胖和胰岛素抵抗。A类：26–27周龄经Ferretinide（0.1%wt/wt HFD，FEN-HFD，δ）、未经治疗的HFD诱导肥胖小鼠（HFD，▴）和CHOW喂养对照组（○）治疗的HFD-诱导肥胖雄性FVB小鼠的体重曲线。B类：芬瑞替尼治疗期间的脂肪团。（HFD，▴；FEN-HFD，）。C类：在芬雷他尼治疗9周时，总脂肪量和瘦脂肪量增加（HFD，填充棒；FEN-HFD，灰色棒）。D类：Fenretinide治疗前和治疗12周时的血清瘦素水平（CHOW，开放栏；HFD，填充栏；FEN-HFD，灰色栏）。E类：芬瑞替尼治疗12周时的VIS-、SC-和EPI-WAT重量。F类：SC-WAT中脂肪细胞的平均大小表示为每脂肪细胞的脂质量(左边)和每只小鼠SC-WAT仓库中的脂肪细胞数量(正确的).克：Fenretinide治疗前9周的累积摄入量。H（H）：芬瑞替尼治疗前和12周时的血清胰岛素水平（禁食5小时）。我：胰岛素耐受性试验预处理和芬雷他尼治疗12周时（CHOW，○；HFD，▴FEN-HFD，δ）。结果是每个饮食组8-10只小鼠的平均值±SE*P（P）<0.05 vs.CHOW#P（P）与HFD相比<0.05。统计符号表示曲线的差异。

HFD小鼠的血清胰岛素比CHOW预处理组高75%，在接下来的12周饮食中增加到三倍。芬瑞替尼不仅阻止了这种进展，而且使HFD诱导的高胰岛素血症恢复到CHOW值(图4H（H）)表明，尽管FEN-HFD小鼠的肥胖程度仍比CHOW小鼠有所增加，但胰岛素敏感性有所提高。因此，芬雷他尼治疗在治疗12周时改善了胰岛素耐受性(图4我). 因此，芬瑞替尼可以预防和逆转HFD小鼠的肥胖和胰岛素抵抗。

在RBP4KO小鼠中，芬瑞汀可部分预防HFD诱导的肥胖。

我们最近展示了(49)升高的血清RBP4水平有助于胰岛素抵抗，并且通过遗传或药物（使用芬瑞替尼）降低血清RBP4-水平可独立于体重变化提高胰岛素敏感性。然而，由于长期服用芬瑞泰可显著降低脂肪质量和血清瘦素水平，我们假设芬瑞泰除了降低血清RBP4水平外，还有其他代谢作用机制。因此，我们在C57BL/6J×129Sv混合背景下，研究了芬雷他尼对RBP4KO小鼠及其WT对照组HFD诱导的肥胖的预防作用。

经过22周的HFD治疗后，WT小鼠的血清RBP4水平升高了两倍，而Fenretinide治疗阻止了这一现象(图5A类). 所有RBP4KO组的血清中均无RBP4(图5A类). 在饮食治疗期间，服用FEN-HFD饮食的WT小鼠的体重增加少于不服用Ferretinide的HFD饮食小鼠(图5B类,左，P<3×10e⁻⁸，重复测量ANOVA），并且在芬瑞汀治疗21周后体重显著降低(图5B类,左，P< 0.05，使用Bonferroni事后测试进行方差分析）。类似地，使用FEN-HFD饮食的RBP4KO小鼠比不使用Fenretinide饮食的HFD小鼠体重增加更少[图5B类,正确的，在饮食治疗期间(P（P）<2×10e⁻⁷，重复测量方差分析）]。此外，芬瑞替尼治疗WT小鼠可降低HFD诱导的脂肪增重(图5C类)瘦质量没有变化（数据未显示）。在RBP4KO小鼠中，Fenretinide同样限制了HFD饮食治疗引起的脂肪量增加(图5C类). HFD 22周后，与各自的CHOW对照组相比，WT HFD和RBP4KO HFD小鼠的喂食血清瘦素水平显著升高。在这两种基因型中，Fenretinide处理都会强烈减弱这种作用(图5D类). Fenretinide治疗并没有改变WT或RBP4KO HFD小鼠的累积食物摄入量（在体重开始发散的17–20周饮食中测量），即使是以每克体重表示(图5E类).

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图5。

Fenretinide可部分预防缺乏血清RBP4的小鼠因HFD导致的肥胖。A类：使用标准CHOW（开条）、HFD（填充条）或HFD+芬太尼（0.1%WT/WT；FEN-HFD，灰色条）22周后，C57BL/6J×129Sv混合背景下的WT和视黄醇结合蛋白-4敲除（RBP4KO）雄性小鼠的血清RBP4水平。赖特：代表性Western blot。B类：4–5周龄的WT和RBP4KO小鼠在CHOW（○）、HFD（▴）或FEN-HFD（´）上的体重进展。在WT和RBP4KO基因型中，所有3个治疗组的体重进展均存在显著差异（重复测量方差分析，P（P）<2×10e⁻⁷). WT FEN-HFD组与WT HFD组的体重在第21周和22饮食治疗(P（P）<0.05，使用Bonferroni事后测试进行方差分析）。C类：饮食20周时的体脂含量。（CHOW，开条；HFD，填充条；FEN-HFD，灰色条）。D类：饮食中22周时随意喂食的血清瘦素水平。E类：17-20周饮食中的累计食物摄入量。结果是每个饮食组10-15只小鼠的平均值±SE*P（P）<0.05 vs.CHOW#P（P）与HFD相比<0.05。

讨论

胰岛素抵抗与体重增加和肥胖密切相关。我们(49)和其他(51)最近的研究表明，通过基因或药物改变RBP4水平会导致胰岛素敏感性的改变，而不会导致肥胖的改变。在喂食HFD 16周的小鼠中，使用合成维A酸芬瑞替尼治疗可抑制胰岛素抵抗的严重程度，而不会影响体重增加(49). 在这里，我们现在表明，随着长期接触HFD（34周），Fenretinide可以预防肥胖的严重程度。减肥效果随着时间的推移而发展，并且不涉及热量摄入或能量消耗的可衡量变化。有许多转基因小鼠的肥胖表型无法通过能量摄入或能量消耗的可衡量变化来解释(1). 因此，几个月来只有百分之几的能量平衡不匹配会导致几克脂肪组织增生的差异。

在34周预防研究和12周干预研究中，Fenretinide完全抑制内脏和皮下WAT扩张，这可能是FEN-HFD小鼠胰岛素敏感性提高和瘦素水平显著降低的主要原因。在许多临床研究中，内脏WAT重量的减少与胰岛素敏感性的提高高度相关(50). Fenretinide的抗肥胖作用似乎与其降低循环RBP4的能力无关，因为Fenretinide可以减少缺乏RBP4小鼠的肥胖发展(图5). 此外，仅仅改变RBP4水平并不影响肥胖，因为RBP4KO小鼠并不依赖CHOW(图5C类和参考。49)或抗HFD脂肪增加(图5C类). RBP4对胰岛素作用的影响并不依赖于肥胖的改变，因为血清RBP4水平的转基因或药物升高会导致胰岛素抵抗，而不会伴随体重的变化(49). 与WT对照组相比，RBP4KO小鼠与正常肥胖组相比提高了胰岛素敏感性，因此降低RBP4可独立于肥胖的变化而提高胰岛素敏感性(49)虽然本研究的数据表明，在RBP4KO HFD小鼠中，Fenretinide对肥胖本身也具有RBP4诱导的依赖性作用(图5).

Fenretinide对肥胖的作用机制是否涉及改变维甲酸的转运或代谢尚不清楚。在维生素A缺乏大鼠的肝脏中，Fenretinide增加卵磷脂：视黄醇酰基转移酶（LRAT）的活性(27)催化视黄醇转化为视黄醇酯储存。然而，在两项相对短期的研究中，在维生素a充足的饮食中，芬雷他尼对WT小鼠的肝脏中的视黄酯存储量没有改变(26,30)体外研究表明，芬雷替尼抑制了视黄醇的酯化反应(2,8). 我们小鼠的初步结果表明，长期服用芬利替尼可减少HFD小鼠肝脏中视黄酯的储存（B.B.Kahn、N.Mody、F.Preitner、T.E.Graham和W.S.Blaner，未发表的观察结果；未显示）。影响视黄醇酯化的酶的改变可能也会间接影响肝脏中其他脂质的酯化和储存，或者Fenretinide可能直接抑制参与肝甘油三酯形成的酶，从而有助于减少我们在FEN-HFD小鼠中观察到的肝脂肪变性。

事实上，Fenretinide的抗脂肪作用在很大程度上独立于其RBP4降低作用，但这并不排除抗脂肪作用涉及视黄醇代谢变化的可能性。Fenretinide与维甲酸对CYP26A1（或细胞色素家族其他成员）的竞争P（P）-450种降解维甲酸的酶）可能导致组织维甲酸水平升高(44,47). 视黄酸可以抑制或促进脂肪生成，这取决于前脂肪细胞的暴露阶段(41,48). 随着早期接触，维甲酸可以通过抑制CCAAT增强子结合蛋白-β来完全抑制脂肪生成(39). 因为芬瑞替尼优先积聚在脂肪和乳腺组织中(18,29,43)它可以通过增加脂肪细胞中的维甲酸信号来抑制脂肪组织的扩张。或者，它可以诱导细胞凋亡，正如Fenretinide治疗癌细胞所见。然而，我们发现，在我们的实验中，每个脂肪库的脂肪细胞总数没有改变，这表明芬瑞替尼降低肥胖的作用不是由于抑制体内脂肪生成或脂肪细胞凋亡。

我们的正常血糖-高胰岛素钳夹研究表明，芬瑞替尼能显著预防肝脏胰岛素抵抗，改善肌肉葡萄糖摄取，但仅能部分预防全身胰岛素抵抗（R_d日和G_{INF（信息）}). 芬瑞汀对肝脏胰岛素敏感性影响的机制可能涉及部分减少肝脏脂肪变性和降低RBP4，因为升高的RBP4诱导PEPCK表达，并削弱胰岛素抑制培养肝细胞葡萄糖产生的作用(49). Fenretinide对HFD喂养的小鼠HGP的胰岛素作用接近正常化，这尤其令人印象深刻，因为与CHOW喂养的小鼠相比，即使在肝脏脂肪变性的残留显著增加的情况下也会发生这种情况。对肌肉中胰岛素作用的影响可能是由于芬太尼治疗改善了胰岛素信号(49). 我们之前发布过(49)胰岛素刺激了酪氨酸上IRS-1的三倍磷酸化⁶¹²喂食FVB小鼠骨骼肌；在HFD小鼠中，这种反应减少了50%以上，但Fenretinide完全阻止了IRS-1磷酸化的这种损伤。我们没有观察到IRS-1的表达或胰岛素受体的表达或酪氨酸磷酸化的差异（数据未显示）。因此，肌肉中受体后胰岛素信号的改善可能有助于改善芬太尼治疗小鼠的胰岛素敏感性参数（例如，在高胰岛素-血糖钳夹期间，葡萄糖输注速率和肌肉对2-脱氧葡萄糖的摄取）。

迫切需要有效无毒的药物来治疗肥胖和胰岛素抵抗。与其他类维生素A不同，芬瑞替尼相对无毒，已在长达5年的癌症III期临床试验中进行了测试(11,38). 此外，最近的一项试验发现，对超重的绝经前妇女延长芬瑞替尼治疗可以提高胰岛素敏感性并降低血清瘦素水平，这表明脂肪储存减少(21). 此外，在胰岛素敏感性下降的正常女性中，芬太尼可防止血清甘油三酯水平升高(21). 因此，芬瑞替尼不仅可以治疗2型糖尿病，而且可以预防和治疗肥胖和血脂异常，是一种新型安全的药物。抗肥胖作用似乎与芬瑞汀的RBP4降低作用无关。

赠款

这项工作得到了国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所拨款R37 DK-43051、P01 DK-56116和P30 DK-57521以及武田制药（给B.B.Kahn）的研究拨款、瑞士国家基金会（给F.Preitner）的博士后研究金（编号：PAOOA-101447）的支持，以及美国心脏协会和美国糖尿病协会-欧洲糖尿病研究协会（致N.Mody），并授予K08 DK-69624和R03 DK-080195以及史密斯家族新研究员奖（致T.E.Graham）。

披露

B.B.Kahn、T.E.Graham和O.D.Peroni是RBP4相关专利的发明人。B.B.Kahn拥有武田制药公司的研究拨款。

致谢

参考文献