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编译：微科盟草重木雪，编辑：微科盟Tracy、江舜尧。
微科盟原创微文，欢迎转发转载。
导读
大量证据表明，胰高血糖素样肽-1受体激动剂（GLP-1RA）可以改善肥胖。之前的研究表明，开发的长效GLP-1RA（Ex-4）
2
-Fc依赖于瘦素途径来治疗肥胖。然而，（Ex-4）
2
-Fc和瘦素抵抗之间的内在机制在很大程度上仍然不清楚。为了解决这个问题，本研究从肠道微生物的角度探讨了GLP-1RA的机制，因为越来越多的证据表明肠道微生物与肥胖之间存在重要联系。本研究发现（Ex-4）
2
-Fc治疗重塑了肥胖引起的肠道微生物群紊乱，并显著增加了嗜黏蛋白阿克曼菌（Am）的丰度。此外，（Ex-4）
2
-Fc在抗生素处理的（ATB）肥胖小鼠中效果不佳。随后的研究表明，这种缺陷可以通过灌胃给予Am来克服。并且Am通过产生代谢产物肌苷来增强（Ex-4）
2
-Fc疗效；而肌苷调节巨噬细胞腺苷A2A受体（A2A）途径，间接降低脂肪细胞中的瘦素水平。因此，阐明代谢物在调节瘦素途径中的作用将为GLP-1RA的疗效提供新的见解，并可能开发更有效的策略来指导抗糖尿病药物的临床使用。
本研究揭示，GLP-1RA通过微生物群驱动的肌苷部分逆转了肥胖诱导的下丘脑瘦素拮抗作用，并为指导抗糖尿病药物的临床使用提供了新的见解。
原名：
GLP-1RAs attenuated obesity and reversed leptin
resistance partly
via
activating the microbiome-derived inosine/A2A pathway
译名：
GLP-1受体激动剂部分通过激活菌源肌苷/A2A途径减轻肥胖和逆转瘦素抵抗
期刊：
Acta Pharmaceutica Sinica B
通讯作者单位：
四川大学华
西医院生物治疗协同创新中心
1.
（Ex-4）
2
-Fc
重塑肥胖诱导的肠道微生物群失调
越来越多的证据表明，肥胖会导致肠道微生物群失调。我们通过粪便样本的16S rRNA测序分析了（Ex-4）
2
-Fc处理后肠道微生物群的变化。结果显示，在（Ex-4）
2
-Fc处理后，α（图1A）和β多样性（图1B）发生了变化。在门水平上，经过（Ex-4）2-Fc处理后，拟杆菌门和疣微菌门的丰度增加，而厚壁菌门、放线菌门和变形菌门的丰度显著降低（图1C）。在物种水平上，肥胖引起了细菌丰度的一些变化，而（Ex-4）
2
-Fc治疗使这些细菌恢复正常，并增加了一些特定细菌的丰度，尤其是Am（图1D和E）。这些发现表明，在（Ex-4）
2
-Fc处理后，肠道微生物群组成发生了重塑。
图1
（Ex-4）
2
-Fc重塑了肥胖诱导的肠道微生物群失调。（A）α-多样性分析。（B）PCoA分析。（C，D，E）微生物丰度。数据显示为平均值±SEM，与另一组相比，**P<0.001，****P<0.0001，n=8。
2. ATB
小鼠对GLP-1RAs的反应减弱，但灌胃Am克服了这一缺陷
接下来，我们确定了（Ex-4）
2
-Fc疗法的疗效是否与肠道微生物群有关（图2A）。我们通过检测粪便基因组含量（支持信息图S1A）和培养细菌（图S1B）确定饮用水中的抗生素消除了HFD喂养小鼠的细菌。与ATB+（Ex-4）
2
-Fc组相比，(Ex-4)
2
-Fc组显示出更显著的体重减轻和更少的体重增加（图2B）。我们（Ex-4）
2
-Fc组中观察到相对较低的食物摄入量（图S1C）。（Ex-4）
2
-Fc组的胰岛素水平低于其他组，这导致肥胖诱导的胰岛素抵抗得到缓解（图2C）。根据IPGTT，（Ex-4）
2
-Fc组的葡萄糖水平和曲线下面积（AUC）低于其他组（图2D）。HE染色显示，（Ex-4）
2
-Fc组的脂肪细胞面积小于ATB+(Ex-4)
2
-Fc组（图2F），（Ex-4）
2
-Fc组的附睾脂肪组织（eWAT）重量较低（图2E）。上述结果表明，肠道微生物群与（Ex-4）
2
-Fc治疗密切相关。
图2 ATB小鼠对GLP-1RA的反应减弱，但灌胃Am克服了这一缺陷。
（A）实验示意图。（B）体重变化（n=4）。（C）胰岛素浓度（n=4）。（D）血糖水平（n=5）。（E）eWAT重量。（F）HE染色结果（n=3-4）。（G）实验示意图。（H）体重变化（n=4）。（I）胰岛素浓度（n=4）。（J）血糖水平（n=4）。（K）HE染色结果和eWAT重量（n=3）。数据显示为平均值±SEM，与其他组相比，nsP＞0.05，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001，****P<0.0001。
我们在ATB小鼠中进行了Am和（Ex-4）
2
-Fc联合处理试验，以验证补充Am是否恢复了（Ex-4）
2
-Fc的疗效（图2G）。ATB+（Ex-4）
2
-Fc
+Am组和（Ex-4）
2
-Fc组具有相似的治疗效果，与ATB+(Ex-4)
2
-Fc组相比，体重减轻更明显，体重增加更低（图2H），但食物摄入量没有显著变化（支持信息图S2A）。ATB+（Ex-4）
2
-Fc+Am和(Ex-4)
2
-Fc组的胰岛素水平和葡萄糖耐量优于ATB+(Ex-4)
2
-Fc组（图2I和J）。HE染色显示ATB+（Ex-4）
2
-Fc+Am和(Ex-4)
2
-Fc组的脂肪细胞面积小于ATB+(Ex-4)
2
-Fc组，ATB+（Ex-4）
2
-Fc组的eWAT重量明显大于ATB+（Ex-4）
2
-Fc+Am和(Ex-4)
2
-Fc组（图2K）。这些结果表明，补充Am可以恢复（Ex-4）
2
-Fc疗法对肠道微生物群的副作用。
3.
微生物群驱动的肌苷增强了（Ex-4）
2
-Fc在ATB小鼠中的疗效
为了了解肠道微生物群影响（Ex-4）2-Fc疗效的机制，我们通过非靶向代谢组学分析了血清代谢（图3A）。PCA排序图显示，（Ex-4）
2
-Fc处理后代谢物的总体分布存在显著差异（图3B）。（Ex-4）
2
-Fc处理后有154种不同的代谢物，前3种代谢物是黄嘌呤、次黄嘌呤和肌苷（图3C和D）。这三种代谢物是嘌呤代谢的产物，肌苷代谢导致黄嘌呤和次黄嘌呤的产生。此外，HPLC技术的使用还表明，处理后血清肌酐浓度升高（支持信息图S3）。为了确定肠道微生物群和代谢物之间的关系，我们进行了肠道微生物群与代谢物之间的关联分析。结果表明，Am与肌苷呈正相关（图3E）。Mager等人证明肌苷是Am产生的代谢产物。我们还证实，Am给药后血清肌苷浓度升高（图3F）。上述结果表明，（Ex-4）
2
-Fc处理后，肠道微生物群的变化影响了嘌呤代谢。因此，我们推测肠道微生物群可能通过代谢产物肌苷影响（Ex-4）
2
-Fc治疗。
图3 微生物群驱动的肌苷增强了（Ex-4）
2
-Fc在ATB小鼠中的疗效。
（A）实验示意图。（B）代谢物分布（n=10）。（C，D）代谢物（n=10）。（E）相关性分析（n=10）。（F）肌苷浓度（n=6）。（G）实验示意图。（H）体重变化（n=4）。（I）胰岛素浓度（n=4）。（J）血糖水平（n=4）。（K）HE染色结果和eWAT重量（n=3）。数据显示为平均值±SEM，与其他组相比，nsP＞0.05，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001，****P<0.0001。
我们在ATB小鼠中进行了肌苷和（Ex-4）
2
-Fc联合给药试验（图3G）。肌苷和（Ex-4）
2
-Fc联合给药也增强了（Ex-4）
2
-Fc在ATB小鼠中的作用。ATB+（Ex-4）
2
-Fc+肌苷和（Ex-4）
2
-Fc组具有相似的治疗效果，与ATB+（Ex-4）
2
-Fc组相比，体重减轻更明显，体重增加更低（图3H），但食物摄入量没有显著变化（图S2B）。ATB+（Ex-4）
2
-Fc+肌苷和（Ex-4）
2
-Fc组的胰岛素水平、糖耐量和脂肪相关指标均高于ATB+（Ex-4）
2
-Fc组（图3I-K）。这些结果表明，补充肌苷可增强ATB小鼠的（Ex-4）
2
-Fc疗效。
基于上述研究，我们假设（Ex-4）
2
-Fc通过代谢产物肌苷逆转了肥胖诱导的下丘脑瘦素抵抗。因此，我们设计了实验来验证肌苷是否可以治疗肥胖并逆转肥胖诱导的瘦素抵抗（图4A）。肌苷处理组的体重较低，体重增加（图4B）。肌苷有效地减少了食物摄入（图S2C）。NC和肌苷组的胰岛素（图4C）和葡萄糖水平（图4D）低于HFD组。HE染色显示，NC和肌苷组的脂肪细胞面积和eWAT重量小于HFD组（图4E）。
图4 肌苷逆转肥胖诱导的下丘脑瘦素抵抗，改善肥胖。（A）实验示意图。（B）体重变化（n=4）。（C）胰岛素水平（n=4）。（D）血糖水平（n=4）。（E）HE染色结果和eWAT重量（n=3-4）。（F）瘦素浓度和表达水平（n=4）。（G）免疫荧光结果和下丘脑中的p-STAT3
+
细胞。（H）肌苷的作用机制。与其他组相比，数据显示为平均值±SEM，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001，****P<0.0001。
进一步的研究表明，肌苷组的循环瘦素和eWAT瘦素表达水平较低（图4F）。瘦素作用于下丘脑，减少食物摄入，增加能量消耗，需要信号转导子和转录激活子3（STAT3）信号传导。我们还发现，肌苷处理的小鼠下丘脑中磷酸化STAT3（p-STAT3）蛋白表达和p-STAT3
+
细胞数量增加（图4G和H），补充STAT3拮抗剂S3I-201部分阻断了肌苷的治疗作用（支持信息图S4）。这些结果支持肌苷可以改善肥胖和逆转肥胖诱导的瘦素抵抗的假设（图4G）。
