《Laboratory Animal Research》：Effects of the FXR agonist GW4064 on metabolic disorders in db/db mice
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本研究综述了法尼醇X受体（FXR）激动剂GW4064在db/db小鼠模型中对代谢紊乱的治疗作用。文章指出，GW4064能显著减轻体重增加，改善葡萄糖不耐受和胰岛素抵抗，抑制肝脏脂肪变性和内质网（ER）应激，为治疗肥胖、2型糖尿病和非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）等代谢综合征相关疾病提供了新的潜在靶点和实验依据。
背景
法尼醇X受体（Farnesoid X receptor, FXR）是核激素受体超家族的一员，在肝脏、肠道、肾脏和肾上腺中高表达。它在维持胆汁酸稳态、以及葡萄糖和脂质代谢中扮演着关键角色。研究表明，FXR基因敲除（FXR?/?）小鼠会表现出葡萄糖不耐受和胰岛素抵抗，而激活FXR则可以通过抑制肝糖异生、增加肝糖原合成来改善高血糖，并通过抑制肝固醇调节元件结合蛋白1c（sterol regulatory element binding protein 1c, SREBP1c）的表达来降低血浆甘油三酯水平。此外，FXR激活还能预防饮食诱导的肝脏脂肪变性和纤维化。瘦素受体缺陷的db/db小鼠是研究代谢紊乱的经典动物模型，本研究旨在探讨FXR激动剂GW4064对db/db小鼠多种代谢紊乱（如肥胖、葡萄糖不耐受、胰岛素抵抗、血脂异常和肝脂肪变性）的影响，并探究其对肝脏内质网（Endoplasmic reticulum, ER）应激的作用。
研究方法
实验使用7周龄雄性C57BLKS/J db/db小鼠，随机分为两组（每组n=5），分别腹腔注射GW4064（30 mg/kg/天）或载体溶液（二甲基亚砜，Dimethyl sulfoxide, DMSO），持续4周。每周测量体重、摄食量和空腹血糖水平。在研究结束时进行葡萄糖耐量试验（Glucose tolerance test, GTT）和胰岛素耐量试验（Insulin tolerance test, ITT）。通过实时聚合酶链反应（Real-time polymerase chain reaction）分析肝脏中涉及脂肪生成和糖异生的基因表达，包括小异二聚体伴侣（small heterodimer partner, SHP）、FXR、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1（phosphoenolpyruvate carboxykinase 1, PEPCK1）、葡萄糖-6-磷酸酶（glucose 6-phosphatase, G6Pase）和SREBP1c。通过蛋白质印迹法（Western blot）分析内质网应激标志物激活转录因子6（Activating transcription factor 6, ATF6）、C/EBP同源蛋白（C/EBP homologous protein, CHOP）、Caspase3和Cleaved Caspase3的蛋白水平。对肝脏组织进行苏木精-伊红（H & E）染色以评估脂质积累。血清总胆固醇、甘油三酯和胰岛素水平也进行了测定，并计算了胰岛素抵抗稳态模型评估（Homeostasis model assessment of insulin resistance, HOMA-IR）指数。
研究结果
FXR激动剂GW4064减轻了体重增加。如图1所示，与对照组相比，GW4064治疗显著减缓了db/db小鼠的体重增长，这种差异在治疗第一周后即出现显著性，并在实验结束时两组体重相差3.9克。两组小鼠的摄食量没有显著差异。
FXR激动剂GW4064改善了葡萄糖不耐受和胰岛素抵抗。治疗3周后，GW4064显著降低了空腹血糖水平。葡萄糖耐量试验和胰岛素耐量试验结果显示，GW4064治疗改善了小鼠的葡萄糖不耐受和胰岛素抵抗。此外，治疗组的血清胰岛素水平和HOMA-IR指数也显著降低。在基因表达层面，GW4064显著上调了肝脏SHP的表达，并下调了关键糖异生基因PEPCK1和G6Pase的表达。
GW4064抑制了肝脂肪变性。治疗结束后，GW4064治疗组小鼠的肝脏重量显著低于对照组。H & E染色显示，GW4064治疗显著减少了肝脏中的脂质积累。虽然血清总胆固醇和甘油三酯水平在两组间无统计学差异，但GW4064显著降低了肝脏中SREBP1c的基因表达，该基因是脂肪生成的关键调节因子。
GW4064降低了肝脏中的内质网应激诱导的细胞凋亡。蛋白质印迹分析显示，GW4064治疗显著降低了肝脏中ATF6和CHOP的蛋白水平。同时，与细胞凋亡相关的Caspase3和Cleaved Caspase3的表达也在治疗组中下降，表明GW4064能够减轻肝脏的内质网应激及其引发的细胞凋亡。
讨论
本研究证实，FXR激动剂GW4064能抑制db/db小鼠的体重增加，改善葡萄糖不耐受，并减轻肝脂肪变性。其机制涉及下调肝脏糖异生（PEPCK1, G6Pase）和脂肪生成（SREBP1c）相关基因的表达，并减轻肝脏内质网应激和应激相关凋亡。GW4064诱导的体重减轻可能与肠道FXR激活诱导成纤维细胞生长因子15（Fibroblast growth factor 15, FGF15）产生，从而促进产热、线粒体生物发生和脂肪酸氧化基因表达，最终提高代谢率有关。其在改善高血糖方面的益处，除了抑制肝糖异生外，还可能源于减轻肝脏脂质积累从而改善胰岛素抵抗，以及保护胰岛β细胞免受脂毒性、促进脂肪组织棕色化和增加骨骼肌质量等多器官协同作用。在脂质代谢方面，GW4064主要通过抑制SREBP1c表达来抑制脂肪生成，也可能通过增强过氧化物酶体增殖物激活受体α（Peroxisome proliferator activated receptor alpha, PPARα）活性来促进甘油三酯清除。本研究未观察到血清胆固醇和甘油三酯水平的显著变化，可能与治疗周期较短有关。GW4064减轻肝脏内质网应激和凋亡的发现，与先前研究认为FXR激活可抑制内质网应激诱导的NLR家族Pyrin域蛋白3（NLR family pyrin domain containing 3, NLRP3）炎症小体激活的结果一致，这提示FXR是治疗代谢功能障碍相关脂肪性肝病（Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD）的潜在靶点。一些合成FXR激动剂（如奥贝胆酸Obeticholic acid和cilofexor）的临床试验也支持了这一观点。
结论
FXR激动剂GW4064对肥胖、葡萄糖不耐受、胰岛素抵抗和肝脂肪变性等多种代谢紊乱显示出有益作用。研究结果表明，药理性激活FXR是治疗多种代谢紊乱的一个有前景的治疗选择。
