肝脏+褐色脂肪的代谢奇迹对抗肥胖！Nat Commun | 肝脏ACOX1调节循环脂质水平，通过脂肪重塑促进代谢健康

肥胖是一个严重的公共卫生问题，与广泛的合并症有关，包括2型糖尿病、心血管疾病和肝脂肪变性。脂质代谢功能失调是肥胖的一个标志，与这些合并症的发病机制有关，脂质合成和降解之间的不平衡导致脂肪组织和其他器官中多余脂肪的积累。

褐色脂肪组织(BAT)或相关的米色脂肪是皮下白色脂肪组织(WAT)在某些外部刺激下产生的脂肪细胞的诱导形式，治疗性扩张或激活褐色脂肪组织(BAT)或相关米色脂肪是治疗肥胖及其并发症的一种有希望的策略。

棕色脂肪细胞和米色脂肪细胞具有高线粒体含量，并通过多种机制介导产热，最明显的是通过一个涉及解偶联蛋白-1 (UCP1)的过程，这是一种线粒体蛋白，可将呼吸与ATP合成分离以产生热量。生热脂肪的激活能促进静息能量消耗、全身葡萄糖处理和胰岛素敏感性。

肝脏是代谢稳态的重要调节者。它是脂质代谢的中枢，协调脂质运输、合成、储存和降解，以响应营养可利用性和能量需求的变化。脂肪酸氧化是脂肪酸分解产能的过程，是脂质降解的主要途径之一，肝脏在这一过程中起着关键作用。

脂肪酸可以在线粒体和过氧化物酶体中被氧化，其中过氧化物酶体β -氧化的第一步和限速步骤是由酰基辅酶A氧化酶蛋白家族进行的，该家族由三个成员组成：ACOX1 、ACOX2和ACOX3。其中，ACOX1在肝脏中富集。Acox1^-/-小鼠肝脏VLCFA β-氧化严重受损。

作者之前的研究表明，肝脏特异性敲除ACOX1的小鼠表现正常，并能通过诱导脂噬(脂滴的自噬降解)来防止肝脏脂肪变性。从机制上讲，acox1介导的β-氧化产生的乙酰辅酶a促进了Raptor的乙酰化，而Raptor是mTORC1复合物的一种成分，可抑制脂质合成。然而，肝脏中acox1介导的β-氧化对全身能量稳态的影响，特别是在饮食引起的肥胖的背景下，尚未被研究。

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48471-2

近日，来自美国华盛顿大学医学院内分泌、代谢与脂质研究部的研究者们在Nature Communications杂志上发表了题为“Liver ACOX1 regulates levels of circulating lipids that promote metabolic health through adipose remodeling”的文章，该研究发现肝脏过氧化物酶体β-氧化是代谢稳态的重要调节因子，可影响脂肪组织的能量消耗和代谢功能。

在肥胖的背景下，代谢长链脂肪酸(VLCFA)的β-氧化酶酰基辅酶a氧化酶1 (ACOX1)的含量增加，但这一途径如何影响全身能量代谢尚不清楚。

肝脏特异性敲除Acox1可防止小鼠高脂肪饮食引起的肥胖、炎症和胰岛素抵抗

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48471-2  

在本研究中，研究者发现肝脏Acox1介导的β-氧化调节参与代谢稳态的器官间通讯。肝脏特异性k - 1- lko可保护小鼠免受饮食诱导的肥胖、脂肪组织炎症和全身胰岛素抵抗。在培养的白色脂肪细胞中，Acox1- L - K - O的血清起着至关重要的作用。

全球血清脂质组学显示，几种ω - 3 VLCFAs (C24-C28)的循环水平增加，其具有重要的生理作用，通过激活线粒体，促进褐变、线粒体生物发生和Glut4易位。本研究确定了肝脏过氧化物酶体β-氧化是代谢稳态的重要调节因子，并表明通过调节ACOX1或其代谢底物，我们能有效干预肥胖相关的代谢紊乱。

改变脂质代谢基因与脂肪酸代谢过程的映射图

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48471-2

综上所述，本研究发现肝脏过氧化物酶体β-氧化是代谢稳态的重要调节因子，通过激活GPR120信号，限制内源性ω-3 VLCFAs的循环水平，从而影响脂肪组织的能量消耗和代谢功能。膳食补充这些有益脂质或抑制ACOX1酶活性可能是治疗肥胖相关代谢紊乱的有效策略。

参考文献：

Dongliang Lu et al. Liver ACOX1 regulates levels of circulating lipids that promote metabolic health through adipose remodeling. Nat Commun. 2024 May 17;15(1):4214. doi: 10.1038/s41467-024-48471-2.