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.2022年12月20日;13(1):7838.
doi:10.1038/s41467-022-35470-4。

以脂肪为靶点的三碘甲状腺原氨酸治疗可对抗肥胖相关的代谢并发症和动脉粥样硬化,且副作用可忽略不计

附属公司

以脂肪为靶点的三碘甲状腺原氨酸治疗可对抗肥胖相关的代谢并发症和动脉粥样硬化,且副作用可忽略不计

康晨等。 国家公社. .

摘要

甲状腺激素(TH)是一种具有抗肥胖潜力的生热激活剂。然而,全身服用TH对减轻体重没有明显的临床益处。在此,我们通过将三碘甲状腺原氨酸(T3)包裹在经脂肪归巢肽(PLT3)修饰的脂质体中,选择性地将其输送到脂肪组织。由于交感神经支配的反馈抑制,全身T3给药未能促进棕色和白色脂肪组织(WAT)的产热。PLT3治疗有效地消除了这种对肾上腺素能输入的反馈抑制,并有效地诱导WAT的褐变和产热,从而减轻肥胖小鼠的肥胖、葡萄糖耐量、胰岛素抵抗和脂肪肝。此外,PLT3在降低apoE缺乏小鼠的高胆固醇血症和动脉粥样硬化方面比全身T3治疗更有效。这些发现揭示了WAT作为调节TH治疗益处的可行靶点,并通过向脂肪组织输送TH为肥胖及其并发症提供了安全有效的治疗策略。

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利益冲突声明

作者声明,他们没有相互竞争的利益。

数字

图1
图1。脂肪选择性药物输送用脂质体纳米粒的构建和评价。
三碘甲状腺原氨酸(T3)包封PTP修饰脂质体(PLT3)的结构示意图,其由HSPC、胆固醇、DSPE-PEG2K、DSPE_PEG5K-PTP以及T3组成。将菁5(Cy5)包裹在脂质体中,以追踪脂质体在体内的分布。b条,c(c)8周龄雄性C57BL/6 N小鼠腹腔注射游离Cy5(FCy5)、Cy5包裹的未修饰脂质体(LCy5)或不同PTP摩尔比修饰的Cy5包封脂质体(PLCy5s),并在注射后8 h处死。b条用荧光计测定腹股沟白脂肪组织(iWAT)、附睾白脂肪组织、肩胛间棕色脂肪组织、肝、脾、心、肺、肾、脑和比目鱼肌的相对荧光强度。c(c)不同组织的体外荧光成像分析。d日在注射FT3、LT3、PLT3或生理盐水后8 h,测量8周龄雄性C57BL/6 N小鼠不同组织中T3浓度相对于盐水处理对照组的倍数变化。b条d日 n个 = 从一个实验中进行5次生物学上独立的复制。所有数据均表示为平均值±SEM。采用单因素方差分析(ANOVA)和最小显著性差异(LSD)检验进行多组间的比较。源数据可用作源数据文件。
图2
图2。PLT3在对抗肥胖和减少肥胖方面比FT3和LT3更有效。
用高脂饮食喂养8周龄雄性C57BL/6 N小鼠8周,然后每2天注射不同形式的T3或生理盐水,共32天。治疗期间体重的动态变化。这个第页数值用于将各组与生理盐水组进行比较。b条从0开始不同组间体重增加的比较第个第32天第个天。c(c)用身体成分分析仪测量小鼠的脂肪质量、瘦质量和体液。d日外观和e(电子)iWAT和eWAT的湿重。(f)iWAT、eWAT和iBAT的苏木精和伊红(H&E)染色。图来自一个实验。直径和小时iWAT、eWAT和iBAT中脂滴的面积。,b条,d日,e(电子) n个 = 15个(盐分和FT3)或16个(LT3和PLT3)来自三个独立实验的生物独立复制。c(c) n个 = 8个生物学上独立的复制品来自两个独立的实验。(f)小时 n个 = 7个(盐分和FT3)或8个(LT3和PLT3)来自一个实验的生物独立复制。所有数据均以平均值±SEM表示。采用单因素方差分析和LSD检验对多组进行比较。所有的第页价值观是双向的。源数据可用作源数据文件。
图3
图3。PLT3通过避免对WAT肾上腺素能输入的反馈抑制,有效刺激WAT中的能量消耗和产热。
对患有HFD的雄性C57BL/6 N小鼠进行为期8周的IP注射,注射不同形式的T3或生理盐水32天,然后使用综合实验动物监测系统(CLAMS)进行分析。全身耗氧量(VO2)在72小时光/暗周期中,小鼠的体重增加。b条VO回归图2对抗体重。c(c)ANCOVA预测的全身VO2盐处理小鼠的平均体重(50.14克)。d日,e(电子)小鼠的呼吸交换比(RER)。上方的空白和黑色框X(X)轴分别表示中的亮相和暗相()和(d日).(f)用Seahorse生物分析仪测量各种组织的耗氧率(OCR)。代表性红外热成像和小时iWAT周围皮肤温度的量化(黑圈)。代表性红外热成像和j个iBAT(黑圈)周围皮肤温度的量化。k个western blot和western blot检测THA蛋白表达丰度iWAT和iBAT中THA蛋白的密度测定定量。去甲肾上腺素含量,n个环磷酸腺苷(cAMP)含量,以及o个iWAT和iBAT中的游离脂肪酸(FFA)含量。e(电子),j个 n个 = 7个(盐分和FT3)或8个(LT3和PLT3)来自一个实验的生物独立复制。(f) n个 = 从一个实验中进行5次生物学上独立的复制。k个, n个 = 来自一个实验的3个生物独立的重复。o个 n个 = 15个(盐分和FT3)或16个(LT3和PLT3)来自三个独立实验的生物独立复制。所有数据均以平均值±SEM表示。采用单因素方差分析(ANOVA)和最小二乘法(LSD)进行多组间的比较。所有的第页价值观是双向的。源数据可用作源数据文件。
图4
图4。PLT3比FT3和LT3更能诱导WAT褐变。
如图2所示,用不同形式的T3或生理盐水对喂食HFD的C57BL/6 N小鼠进行32天的治疗。c(c)iWAT中棕色脂肪细胞标记物的mRNA水平(),电子WAT(b条)和iBAT(c(c))通过实时PCR分析确定。d日通过western blot和e(电子)iWAT、eWAT和iBAT中UCP1蛋白的密度测定定量。(f)小时eWAT中UCP1的免疫组织化学(IHC)染色((f))、iBAT()和iWAT(小时).c(c),(f)小时 n个 = 15个(盐分和FT3)或16个(LT3和PLT3)来自三个独立实验的生物独立复制。d日,e(电子),n个 = 从一个实验中进行3次生物学上独立的复制。所有数据均以平均值±SEM表示。采用单因素方差分析(ANOVA)和最小二乘法(LSD)进行多组间的比较。所有的第页价值观是双向的。源数据可用作源数据文件。
图5
图5。PLT3在减少肥胖引起的脂肪炎症、葡萄糖不耐受和高胰岛素血症方面比FT3和LT3更有效。
用不同形式的T3或生理盐水IP给HFD诱导的雄性肥胖小鼠32天。,b条iWAT促炎因子mRNA水平()和eWAT(b条)通过实时PCR分析确定。c(c)ELISA法测定几种促炎细胞因子的血清水平。d日mRNA水平脂联素在iWAT和eWAT中。e(电子)ELISA法测定血清脂联素水平。(f)IHC染色和iWAT和eWAT中F4/80的密度定量,比例尺:50μm。小时IP葡萄糖耐量试验(ipGTT)的葡萄糖漂移曲线。这个第页数值用于将各组与生理盐水组进行比较。ipGTT曲线下面积(小时).j个腹腔胰岛素耐受试验(ipITT)的葡萄糖漂移曲线。这个第页数值用于将各组与生理盐水组进行比较。k个ipITT曲线下面积(j个).空腹血清胰岛素水平。e(电子), n个 = 来自三个独立实验的15个(生理盐水和FT3)或16个(LT3和PLT3)生物重复。(f)k个 n个 = 从一个实验中获得7个(盐分和FT3)或8个(LT3和PLT3)生物复制品。所有数据均以平均值±SEM表示。采用单因素方差分析(ANOVA)和最小二乘法(LSD)进行多组间的比较。所有的第页价值观是双向的。源数据可用作源数据文件。
图6
图6。PLT3在减轻肝脂肪变性和肝损伤方面比FT3和LT3更有效。
如图2所示,给HFD诱导的肥胖小鼠服用不同形式的T3或生理盐水32天。外观和外观的代表性图像b条肝脏的湿重。c(c)肝脏切片的H&E染色(上面板)和油红O染色(下面板),比例尺:100μm(H&E着色)和50μm(油红O着色)。图表来自一个实验。d日甘油三酯(TG)含量,e(电子)游离脂肪酸(FFA),以及(f)肝脏中的总胆固醇(TC)通过生化分析进行定量。,小时血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性水平()和天冬氨酸转氨酶(AST)活性(小时). 所有数据均表示为平均值±SEM。n个 = 来自三个实验的15个(盐分和FT3)或16个(LT3和PLT3)生物独立复制。采用单因素方差分析和LSD检验进行多组间的比较。所有的第页价值观是双向的。源数据可用作源数据文件。
图7
图7。PLT3在降低高胆固醇血症和预防动脉粥样硬化方面比FT3和LT3更有效。
血清总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆甾醇(LDL-C)水平,以及b条如图2所示,用不同形式的T3或生理盐水处理32天的HFD喂养的C57BL/6 N小鼠的胆固醇比率(TC/HDL-C)。c(c)载脂蛋白E−/−将HFHCD小鼠IP注射不同形式的T3或生理盐水2个月。c(c)血清TC、HDL-C和LDL-C水平,以及d日载脂蛋白E中的胆固醇比率−/−老鼠。e(电子)面部准备物中主动脉的代表性照片,油红O和(f)动脉粥样硬化面积定量,比例尺:1mm。主动脉窦油红O染色的典型组织学图像小时动脉粥样硬化面积的量化,比例尺:100μm。主动脉窦动脉粥样硬化病变区α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和单核细胞/巨噬细胞-2(MOMA-2)的免疫荧光染色,比例尺:50μm。,b条,e(电子),n个 = 从一个实验中获得7个(盐分和FT3)或8个(LT3和PLT3)生物复制品。c(c),d日 n个 = 从一个实验中进行7次生物复制。所有数据均以平均值±SEM表示。采用单因素方差分析(ANOVA)和最小二乘法(LSD)进行多组间的比较。所有的第页价值观是双向的。源数据可用作源数据文件。
图8
图8。用PLT3治疗的小鼠没有心脏毒性。
在补充FT3、LT3、PLT3或生理盐水32天后,测量雄性C57BL/6 N小鼠心脏的形态和功能。心脏重量与胫骨长度之比。b条心脏大体外观(上面板)和H&E染色横截面的代表性图像(下面板)。图表来自一个实验,比例尺:2 mm。c(c)小鼠心率。d日典型的左室短轴M型超声心动图,LVAW:左室前壁厚度,LVID:左室内径,LVPW:左心室后壁厚度。量化e(电子)舒张末期左室壁厚度,(f)低压容量,低压质量,小时左心室射血分数(LVEF),以及心脏的紧张。所有数据均表示为平均值±SEM。n个 = 从一个实验中获得7个(盐分和FT3)或8个(LT3和PLT3)生物复制品。采用单因素方差分析和LSD检验进行多组间的比较。所有的第页价值观是双向的。源数据可用作源数据文件。
图9
图9。PLT3不会导致骨质疏松或损害小鼠TSH分泌。
雄性C57BL/6 N小鼠用不同形式的T3或生理盐水治疗32天,如图2所示。股骨远端(上面板)和小梁骨(下面板)的典型显微CT图像。图表来自一个实验。b条小梁骨密度(BMD),c(c)骨体积与总体积之比(BV/TV),d日小梁数(Tb.N),以及e(电子)股骨远端的小梁厚度(Tb.Th)。(f)股骨H&E染色。黑色箭头代表小梁骨。比例尺:200µm。图表来自一个实验。,小时股骨三点弯曲试验。将股骨放置在两个支撑杆的后表面上,并向轴的前表面施加载荷,直到骨骼断裂,以测量极限力()和弹性模量(小时).用ELISA法测定血清TSH水平。(f), n个 = 从一个实验中获得7个(盐分和FT3)或8个(LT3和PLT3)生物复制品。,小时 n个 = 从一个实验中进行3次生物复制。所有数据均以平均值±SEM表示。采用单因素方差分析(ANOVA)和最小二乘法(LSD)进行多组间的比较。所有的第页价值观是双向的。源数据可用作源数据文件。

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