肥胖相关脂肪小体通过ROS/神经酰胺/KATP通道轴诱导血管平滑肌细胞过度收缩的机制研究

本研究发现肥胖相关脂肪小体（adiposomes）通过神经酰胺（ceramide）-活性氧（ROS）-KATP通道信号轴，导致血管平滑肌细胞（VSMCs）膜电位去极化、Ca2+内流增加和血管高收缩性，揭示了肥胖状态下脂肪-血管对话的新机制，为治疗肥胖相关高血压提供了新靶点。

3.1 肥胖个体小脂肪动脉显示高收缩性

通过压力肌动描记法评估发现，肥胖个体的脂肪小动脉比瘦个体表现出显著增强的肌源性张力。这种高收缩性在100 mmHg压力时开始显现，在140 mmHg时达到最大差异（29.6%±3.3% vs 9%±3%）。在无钙条件下，肥胖个体的动脉显示出更大的被动直径和更高的扩张系数，表明存在外向重塑。然而，60 mM KCl诱导的血管收缩在两组间无差异，表明电压门控钙通道（VGCCs）本身功能未改变。

3.2 肥胖相关脂肪小体急性增加动脉收缩性

从肥胖个体分离的脂肪小体显示出更高的颗粒浓度。将健康动脉与肥胖脂肪小体共培养5小时后，其收缩性显著增加，且在60 mmHg压力时就开始出现统计学差异。被动直径和扩张系数未发生改变，KCl诱导的收缩反应也保持不变，表明这种高收缩性不是由结构重塑或VGCC功能改变引起。

3.3 DIO脂肪小体诱导小鼠外周小动脉高收缩性

饮食诱导肥胖（DIO）小鼠的肠系膜和骨骼肌小动脉显示出显著增强的肌源性张力。DIO小鼠脂肪小体浓度也显著高于标准饮食（SD）对照组。用DIO来源的脂肪小体处理健康动脉后，其收缩性显著增加，而被动特性和KCl诱导的收缩不变。一氧化氮供体SNP不能逆转这种高收缩性，内皮去除反而增强该表型，表明脂肪小体直接作用于VSMCs。

3.4 肥胖个体原生VSMCs中Ca²⁺内流增强

从肥胖个体分离的原生VSMCs显示乙酰胆碱（ACh）诱导的Ca²⁺信号幅度、频率和持续时间显著增加。即使使用毒胡萝卜素（TG）耗尽内质网Ca²⁺储存，这种增强的Ca²⁺信号仍然存在，表明其依赖于细胞外Ca²⁺内流而非细胞内储存释放。

3.5 肥胖相关脂肪小体急性增加培养VSMCs中的Ca²⁺内流

培养的VSMCs对肥胖脂肪小体的摄取显著高于瘦个体脂肪小体。肥胖供体来源的脂肪小体触发Ca²⁺瞬变幅度、频率和持续时间显著增加，这种效应完全依赖于细胞外Ca²⁺，在无钙溶液中完全消失。DIO脂肪小体也显示出类似效应。

3.6 肥胖相关脂肪小体抑制培养VSMCs中的K_ATP通道活性

使用电压敏感染料DiBAC₄(3)评估发现，肥胖脂肪小体预处理减弱了吡那地尔（pinacidil）诱导的荧光减少（反映超极化减弱），并增强了格列本脲（glibenclamide）诱导的荧光增加（反映去极化增强）。在原生VSMCs中也观察到类似结果，表明肥胖抑制了K_ATP通道功能。

3.7 肥胖相关脂肪小体增加ROS生成

肥胖脂肪小体处理显著增加培养VSMCs中CM-H₂DCFDA荧光，表明ROS产生增加。细胞外SOD/过氧化氢酶预处理显著减弱这种效应，而PEG-SOD（针对细胞内ROS）无影响，表明脂肪小体诱导的ROS生成主要来源于细胞外超氧化物自由基。

3.8 细胞外ROS清除减少肥胖脂肪小体介导的Ca²⁺内流和高收缩性

SOD/过氧化氢酶预处理恢复了吡那地尔诱导的荧光减少和格列本脲诱导的荧光增加，表明细胞外ROS清除可逆转K_ATP通道功能抑制。同时，ROS清除也显著减弱了肥胖脂肪小体诱导的Ca²⁺内流增加和动脉高收缩性。

3.9 神经酰胺耗竭减弱脂肪小体诱导的高收缩性

使用myriocin（SPT抑制剂）和GW4869（N-SMase抑制剂）减少脂肪小体中神经酰胺含量后，其诱导的血管收缩显著减弱。在DIO小鼠模型中也观察到类似结果，表明神经酰胺是肥胖脂肪小体诱导血管高收缩性的关键介质。

4 讨论

本研究揭示了肥胖相关脂肪小体通过神经酰胺-ROS-K_ATP通道轴导致VSMCs过度收缩的新机制。这些脂肪小体富含神经酰胺，诱导ROS生成，抑制K_ATP通道功能，导致膜电位去极化、Ca²⁺内流增加和血管高收缩性。ROS清除和神经酰胺耗竭均可逆转这些效应，表明靶向这一信号轴可能为治疗肥胖相关高血压提供新策略。该研究建立了脂肪-血管对话的新范式，强调了细胞外囊泡在器官间通讯中的重要作用。