卵泡抑素樣蛋白-1(FSTL1)是一種廣泛參與炎癥反應、組織穩態及代謝調節的分泌型蛋白。既往研究表明,其血清水平在2型糖尿病患者中升高,并在輕度肥胖時上升,但在重度肥胖個體中反而下降,提示其可能在胰島素抵抗和體重調控中扮演復雜而關鍵的角色。然而,FSTL1是否直接參與肥胖的發生發展,其作用機制仍長期懸而未決。
2025年10月21日,重慶醫科大學楊夢柳副研究員、李伶教授、楊剛毅教授聯合陸軍軍醫大學第一附屬醫院(西南醫院)李旻典教授等在《Cell》子刊 Neuron 上發表題為 “Reversal of diet-induced obesIT(http://www.radhaswamibullion.com/sell/l_25/)y by central insulin sensitizer FSTL1” 的研究論文,首次揭示:下丘腦中的FSTL1是一種關鍵的中樞胰島素增敏劑,在對抗飲食誘導性肥胖中發揮核心作用。研究團隊進一步通過鼻內給藥脂質納米顆粒(LNP)遞送FSTL1 mRNA,成功實現了對肥胖小鼠體重和胰島素敏感性的顯著改善,為肥胖及相關代謝疾病的治療開辟了全新路徑。
下丘腦FSTL1:能量平衡的新調控者
盡管FSTL1已被證實可由骨骼肌和脂肪組織在代謝應激或運動(http://www.radhaswamibullion.com/sell/l_35/)狀態下釋放,影響外周代謝,但其在大腦中的功能尚不清楚。本研究發現,FSTL1在小鼠下丘腦中高度富集,尤其是在控制食欲與能量代謝的關鍵區域——弓狀核(ARC)中表達顯著。
研究人員觀察到,在飲食誘導肥胖(DIO)小鼠和遺傳性糖尿病db/db小鼠模型中,下丘腦FSTL1的表達水平均明顯下調。這一現象提示,FSTL1的缺失可能與代謝紊亂密切相關。
AgRP神經元中的FSTL1決定代謝命運
為了探究FSTL1在中樞神經系統中的功能,研究團隊構建了AgRP神經元特異性的Fstl1基因敲除小鼠。AgRP神經元是促進饑餓感和攝食行為的核心神經元群。結果顯示:
特異性敲除AgRP神經元中的Fstl1后,小鼠食物攝入量增加、能量消耗減少,并出現明顯的胰島素抵抗;
相反,過表達Fstl1則能有效抑制體重增長、增強胰島素敏感性,并改善葡萄糖穩態。
這表明,AgRP神經元內的FSTL1信號通路是維持正常能量平衡和代謝健康的重要開關。
作用機制:激活Akt/FoxO1通路,抑制AgRP表達
進一步機制研究表明,FSTL1的抗肥胖效應依賴于胰島素信號通路。FSTL1能夠與細胞內關鍵激酶Akt直接相互作用,促進其磷酸化活化,進而阻止轉錄因子FoxO1向細胞核轉移。由于FoxO1是AgRP基因表達的正向調控因子,其核轉位受阻導致AgRP表達下降,從而抑制食欲并提升胰島素敏感性。
該過程構成了一個清晰的分子通路:
FSTL1 → 激活Akt → 抑制FoxO1核轉位 → 下調AgRP表達 → 改善能量平衡與胰島素響應
鼻內給藥:非侵入性治療肥胖的新策略
最具轉化潛力的是,研究團隊開發了一種基于脂質納米顆粒(LNP)的鼻內遞送系統,用于將FSTL1 mRNA直接輸送至中樞神經系統。這種無創方式成功實現了FSTL1在下丘腦的功能性表達。
在接受LNP-FSTL1鼻內治療的DIO小鼠中,研究人員觀察到:
顯著的體重減輕;
脂肪組織減少;
胰島素敏感性明顯恢復;
全身葡萄糖耐量改善。
更重要的是,該方法避免了全身性給藥可能帶來的副作用,展現出良好的安全性和靶向性前景。
總結與展望
這項研究顛覆了以往將FSTL1視為外周代謝因子的認知,首次確立其作為中樞胰島素增敏劑的關鍵角色。它不僅揭示了下丘腦FSTL1-Akt-FoxO1-AgRP信號軸在肥胖發生中的核心地位,也為開發針對中樞代謝調控的新型療法提供了堅實基礎。
未來,基于FSTL1的鼻腦遞送技術有望成為治療肥胖、2型糖尿病及其他代謝綜合征的創新手段,推動從“控制癥狀”向“逆轉病因”的醫學范式轉變。正如研究團隊所言:“我們或許正在打開一扇通往‘用分子調節大腦以重塑代謝健康’的大門。”