Adv Sci：浙江中医药大学刘翠清团队发现PM2.5 与代谢紊乱关联的新机制

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来源：iNature 2026-01-17 11:51; u6 S6 g1 b7 O9 ^+ [3 _! L
研究发现暴露于 PM₂.₅会通过下调糖原靶向蛋白（PTG）的表达、破坏糖原稳态，从而抑制腹股沟白色脂肪组织（iWAT）的褐变进程。
, g& y  ~6 m6 r, a! z细颗粒物（PM₂.₅）可诱发机体代谢功能紊乱，但其对脂肪组织褐变的影响机制尚未明确。
$ U6 @( g- P9 G2026年1月9日，浙江中医药大学刘翠清唯一通讯在Advanced Science在线发表题为“PTG-Dependent Glycogen Metabolic Dysfunction Drives Impaired Adipose Browning: A Novel Mechanism Linking PM2.5 to Metabolic Disorders”的研究论文。研究发现暴露于 PM₂.₅会通过下调糖原靶向蛋白（PTG）的表达、破坏糖原稳态，从而抑制腹股沟白色脂肪组织（iWAT）的褐变进程。$ |& u1 ]8 A( r% [8 H- d
iWAT中的PTG过度表达恢复了糖原代谢、产热和线粒体功能，从而逆转了PM2.5-诱导iWAT褐变和代谢障碍的损伤。机制上看，PTG负向调控血管内皮生长因子B（VEGFB），VEGFB的敲低挽救了褐变。β3肾上腺素能受体（ADRB3）的激活减轻了PM2.5通过恢复PTG并规范VEGFB，减轻 PM₂.₅造成的损伤，这表明ADRB3-PTG-VEGFB 信号轴是 PM₂.₅诱导代谢功能紊乱的核心调控通路。本研究证实，脂肪组织糖原代谢可作为靶点，用于改善环境污染物引发的代谢紊乱。& s6 `3 v. P  p
细颗粒物（PM2.5），被定义为气动直径≤2.5微米的颗粒，代表一种关键环境污染物，含有来自车辆排放和工业过程的有毒成分。大量证据表明，PM2.5暴露会增加对代谢综合征的易感性，该疾病以中枢性肥胖、葡萄糖代谢紊乱和血脂异常为特征。作为人体最大的内分泌器官，脂肪组织由白色、米色和棕色脂肪细胞组成，在代谢调节中起着基础作用。腹股沟白色脂肪组织（iWAT）通过低温暴露或β肾上腺素能受体刺激的褐变获得类似棕色脂肪组织（BAT）的热生成能力，通过解耦蛋白1（UCP1）依赖性热生成增强能量消耗，以满足冷适应性体温调节需求和代谢综合征保护。有研究证明了PM2.5暴露显著损害了白色脂肪组织（尤其是iWAT）变褐，但其具体分子机制仍不明确，这在环境代谢研究中存在关键知识空白。
& b4 j' _, ]  Z. {, m% ?糖原是哺乳动物体内储存葡萄糖的主要多聚体，是重要的能量储备物质。毒理学证据显示，PM2.5暴露减少了肝脏糖原储备，并抑制了肝脏糖原合成。虽然脂肪组织通常保持较低的基础糖原含量，但在禁食-再喂食的循环过程中，脂肪组织的糖原水平会出现动态波动，这提示其参与急性代谢调控过程。目前，PM₂.₅对 iWAT 糖原代谢的影响仍缺乏相关研究。糖原靶向蛋白（PTG）由Ppp1r3c基因编码，在脂肪细胞中高表达，是调控糖原合成的蛋白磷酸酶1（PP1）的关键调节亚基。近期研究发现，脂肪细胞特异性敲除PTG 会降低米色脂肪细胞的糖原含量，抑制UCP1的表达，并削弱肥胖小鼠在冷刺激或β 肾上腺素能受体激活条件下的减重效应。但PTG在PM₂.₅介导的iWAT褐变抑制过程中是否发挥作用，目前尚未见相关研究报道。
9 |4 }, @% Q% E4 X$ Gβ3-肾上腺素能受体（ADRB3）是棕色和米色脂肪细胞适应性产热的关键介质。本课题组前期研究证实，PM₂.₅可通过诱导ADRB3甲基化并使其表达下调，进而抑制iWAT褐变。与之相符的是，Markan团队的研究表明，β肾上腺素能信号通路可在PTG转基因小鼠模型中促进糖原周转，这提示β肾上腺素能信号与糖原代谢之间存在交互作用。但ADRB3是否通过PTG调控的糖原代谢途径介导PM₂.₅对iWAT褐变的抑制作用，目前仍有待阐明。5 Z7 P  E9 m2 Z: s, ~1 K  n6 z
在 PM₂.₅抑制iWAT褐变的过程中，ADRB3是PTG的上游调控因子（摘自Advanced Science）& D" I1 h/ ~/ b1 o6 X: g+ k
本研究采用全身吸入暴露系统，探究PM₂.₅对iWAT褐变及糖原代谢的影响。通过整合体内与体外实验手段，研究明确了PTG在介导PM₂.₅抑制iWAT褐变过程中的核心作用。结合数据库预测与后续验证，研究证实了一条全新的ADRB3-PTG-VEGFB信号调控轴的存在。上述研究结果为解析PM₂.₅抑制iWAT褐变的分子机制提供了理论依据，并为环境相关代谢紊乱疾病的治疗筛选出潜在靶点。
7 d0 ?* B8 G5 `, g1 e$ G原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202512589
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