俗话说，3月不减肥，4月徒悲伤，5月路人雷，6月伴侣没。问题来了：同样管住嘴，迈开腿，有的小伙伴能瘦成一道闪电，而有的小伙伴就只能亲眼目睹别人瘦成一道闪电。这是咋回事呢？为此，吉凯基因的工具病毒AAV与Ad，助力复旦大学的老师揭示了减肥的机制[1]。
支链氨基酸(BCAAs)和肥胖之间的联系已经为人所知几十年了，但BCAA代谢在肥胖个体白色脂肪组织(WAT)中的功能作用仍然不清楚。在这里，我们发现脂肪组织中Bcat2基因被基因突变的小鼠，它将BCAAs转化为支链酮酸(BCKAs)，由于腹沟WAT褐变和产热增加，对高脂肪饮食诱导的肥胖具有抗性。从机制上讲，BCKA衍生的乙酰辅酶a通过在K915位点上的PR结构域包含蛋白16 (PRDM16)的乙酰化来抑制WAT的褐变，破坏PRDM16与过氧化物酶体增殖物激活受体-γ (PPARγ)之间的相互作用，以维持WAT的特征。BCKA衍生的乙酰辅酶a的耗竭有力地促进了WAT的褐变和能量消耗。相反，补充BCKA在Bcat2敲除小鼠中重新建立高脂肪饮食诱导的肥胖。此外，替米沙坦(一种抗高血压药物)通过直接结合显著抑制Bcat2活性，从而增强WAT褐变，减少肥胖。引人注目的是，补充BCKA逆转了替米沙坦带来的消瘦表型。因此，我们揭示了BCAA-BCKA轴在WAT褐变中的关键作用。作者的实验设计思路是什么呢？
Fig1.敲除脂肪细胞中的Bcat2，使小鼠变瘦
作者首先构建了Bcat2的基因敲除鼠，将Bcat2的Flox鼠与脂肪细胞特异性启动子的Cre鼠杂交，取F1代中双阳性纯合子小鼠用于实验。结果显示：Bcat2的KO鼠，与WT小鼠相比，体重下降，血糖、血脂、脂肪形态学水平均有改善。紧接着，作者在肥胖模型的Bcat2Flox/flox小鼠，注射由吉凯基因助力的AAV-Cre病毒，使原本至少6个月的实验周期，缩短至1个月，且达到了双转基因纯合子的KO小鼠同样的效果。
Fig2. 敲除Bcat2基因，白色脂肪转变为棕色脂肪
为了探究KO小鼠体重下降的原因，作者对比分析了两组小鼠的代谢率、体温热成像、棕色脂肪的marker-UCP1的表达量，结果显示：Bcat2的KO小鼠，通过将自身白色脂肪棕色化，实现了“减肥梦”。
Fig3.BCAA-BCKA机制助力小鼠完成减肥
为了发掘减肥机制，作者借助了吉凯基因助力的腺病毒，将sgRNA-Cas9系统导入小鼠脂肪的原代细胞中。将两组细胞进行蛋白组学的分析，找到差异蛋白、亮氨酸与异亮氨酸，锁定了“减肥”的通路-BCAA-BCKA机制。
Fig4.替米沙坦可以结合Bcat2，并抑制其活性
Fig5.替米沙坦，通过抑制Bcat2达到减肥效果
为了增加“减肥”机制临床转化的可行性。相较于基因治疗，吃一颗化学药物，患者是完全可以接受的。作者做了药学实验，筛出了替米沙坦（Fig 4），并从多角度评估了替米沙坦的“减肥效果”（Fig 5）。实验证明：替米沙坦可以作为一种“减肥药”。
结 语
本文在揭示减肥机制的过程中，使用了吉凯基因助力的AAV，通过Cre-loxp系统，在体内基因敲除Bcat2；同时使用了吉凯基因助力的腺病毒，通过sgRNA-Cas9系统，在体外的脂肪原代细胞中，敲除了Bcat2。但是如果能在Bcat2的KO模型中，再借助吉凯助力的AAV8-FABP4-Bcat2-EGFP，做一个Bcat2基因过表达的回复实验。会不会让实验的设计思路更上一层楼呢？
【参考文献】
1. Ma QX, Zhu WY, Lu XC, Jiang D, Xu F, Li JT, Zhang L, Wu YL, Chen ZJ, Yin M, Huang HY, Lei QY. BCAA-BCKA axis regulates WAT browning through acetylation of PRDM16. Nat Metab. 2022 Jan;4(1):106-122. doi: 10.1038/s42255-021-00520-6. Epub 2022 Jan 24. PMID: 35075301.
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