內皮PDGF-CC參與調控米色脂肪的血管生成相關的產熱機制

研究背景

脂肪微環(huán)境主要是由血管內皮細胞和脂肪細胞組成，它們通過產生各種各樣的可溶性因子或細胞表皮因子來進行密切交流。脂肪組織又主要分為白色脂肪組織（WAT）和棕色脂肪組織（BAT），尤其棕色脂肪組織是高度血管化的，這些脂肪血管具有多種重要功能。脂肪組織可以通過產生各種血管生成因子、細胞因子和脂肪因子來調節(jié)血管生成、血管存活、血管重塑和血液灌注等。大量證據(jù)表明VEGF通過與VEGFR2結合，誘導血管生成，血管滲透和其他血管功能。PDGF-CC通過與PDGFR-α二聚體或PDGFR-α/PDDGFR-β異源二聚體結合誘導動物模型體內的血管生成和血管平衡。

最新研究表明，寒冷刺激誘導的交感神經興奮顯著增加皮下白色脂肪組織褐化過程中的血管生成，血管內皮生長因子是褐化過程中血管生成的重要調節(jié)因子。類似于寒冷刺激，由腎上腺素激動劑β3引起的腎上腺素興奮也能產生類似的褐化現(xiàn)象。PDGFR-α陽性細胞具有獨特的細胞形態(tài)，并可以作為潛在的脂肪祖細胞在體內外分化為白色或棕色脂肪細胞，這表明PDGFR-α具有重要功能。然而，目前對激活PDGFR-α信號通路能夠調控脂肪細胞分化的具體方式，特別是對PDGF-PDGFR-α信號通路對脂肪血管的功能調控作用尚不清楚。

本文證明了內皮PDGF-CC參與調控米色脂肪的產熱機制，且該產熱機制與米色脂肪的血管生成相關。該成果發(fā)表在Nature Communications上，研究中所用的Affymetrix Mouse Gene 2.0 ST Array由上海伯豪生物技術有限公司提供。

研究思路

研究結果

1、腎上腺素激動劑β3（CL）處理后，小鼠VEGF和UCP1表達上調,WAT出現(xiàn)血管生成增加和褐化現(xiàn)象。

2、Ucp1-/-小鼠對CL處理引起的WAT的血管生成表型和褐化不敏感。

 

3、阻斷或敲除VEGFR2，小鼠WAT的血管生成和褐化顯著地受到了抑制，且UCP1表達下調。

4、VEGF功能獲得后小鼠WAT出現(xiàn)可誘導變米色，整體產熱顯著性提高。

5、芯片實驗（CL處理及對照樣本）篩選到VEGF 下游基因Pdgf-c。

       敲除Pdgf-c后WAT褐化現(xiàn)象被抑制，血管生成未受影響。

6、PDGF-CC功能獲得后UCP1表達上調、能量消耗增加，說明PDGF-CC能夠提高高脂飲食小鼠的胰島素敏感性。進一步發(fā)現(xiàn)PDGF-CC能夠誘導人和小鼠的PDGFR-α+細胞分化為成熟脂肪細胞（這也與前人研究結果一致），這個過程上調了UCP1表達，說明PDGFR-α參與了褐化過程。在正常人皮下脂肪組織分離的PDGFR-α+細胞中也得到同樣結果。

7、阻斷PDGFR后減弱了由CL引起的WAT褐化和產熱作用，同時證明PDGFR處于VEGF-VEGFR信號下游，通過與PDGF-CC結合誘導褐化現(xiàn)象。

小結

經過一系列研究證明，CL處理后小鼠主要通過VEGF-VEGFR信號通路將信號傳遞到PDGF-CC，通過與PDGFRs結合，誘導WAT血管生成和褐化，此過程中，上調了UCP1表達，WAT產熱增強，同時提高小鼠葡萄糖耐受性和胰島素敏感度。進一步研究發(fā)現(xiàn)，PDGF-CC可誘導已分化的小鼠和人白色脂肪祖細胞獲得米色表型。該研究結果對治療肥胖和代謝相關疾病具有指導意義。

原文出處：Seki T, Hosaka K, Lim S, Fischer C, Honek J, Yang Y, Andersson P, Nakamura M, Näslund E, Ylä-Herttuala S, Sun M, Iwamoto H, Li X, Liu Y, Samani NJ, Cao Y. Endothelial PDGF-CC regulates angiogenesisdependent thermogenesis in beige fat. Nat Commun.2016.