富含辛酸的肠内营养通过抑制白色脂肪组织褐变减轻脓毒症相关代谢紊乱

《Food Science & Nutrition》：Octanoic Acid-Rich Enteral Nutrition Alleviates Sepsis-Associated Metabolic Disorders by Suppressing White Adipose Tissue Browning in Mice

　　

脓毒症是一种危及生命的临床综合征，伴有严重的全身性代谢紊乱，而病理性白色脂肪组织（WAT）褐变是加剧负能量平衡、骨骼肌功能障碍和胰岛素抵抗的核心驱动因素。辛酸（OA），一种C8中链脂肪酸，具有优越的生酮能力，是脓毒症干预中一种有前景的功能性营养素。本研究旨在探讨富含辛酸的肠内营养（EN）对脓毒症相关代谢紊乱的保护作用及其潜在机制。研究人员对C57BL/6小鼠进行脂多糖（LPS）处理以建立脓毒症模型，并给予不同浓度的富含辛酸的肠内营养；利用药物激活GPR81以及遗传激活CTRP6和p38来验证GPR81-CTRP6-p38通路。结果显示，富含辛酸的肠内营养剂量依赖性地增加了血清β-羟基丁酸水平，并降低了血清和WAT中的乳酸积累，其效果明显优于常规肠内营养。富含辛酸的肠内营养显著抑制了LPS诱导的WAT中GPR81、CTRP6、磷酸化p38和UCP1的上调，减轻了WAT萎缩和异常褐变，从而缓解了过度能量消耗、体重减轻、骨骼肌功能障碍和胰岛素抵抗。机制上，激活GPR81、CTRP6或p38以促进WAT褐变，逆转了富含辛酸的肠内营养的保护作用，证实了富含辛酸的肠内营养通过阻断乳酸-GPR81-CTRP6-p38通路来抑制WAT褐变，从而减轻代谢紊乱。总之，富含辛酸的肠内营养增强了肝脏生酮作用，以减少乳酸积累，从而抑制GPR81-CTRP6-p38通路并抑制病理性WAT褐变，最终减轻脓毒症相关代谢紊乱。这些发现为优化脓毒症患者的临床营养支持提供了一种新的靶向营养策略和理论基础。

**论文解读：富含辛酸的肠内营养通过抑制白色脂肪组织褐变减轻脓毒症相关代谢紊乱**

### 研究背景、问题及意义

脓毒症（sepsis）是由宿主对感染的免疫反应失调引起的危及生命的临床综合征，伴随严重的全身性代谢紊乱，包括厌食、过度糖酵解激活、骨骼肌蛋白分解加速和胰岛素抵抗（insulin resistance），这些代谢紊乱显著恶化患者预后并增加死亡率。其中，病理性白色脂肪组织（white adipose tissue, WAT）褐变（browning）被认为是驱动脓毒症代谢失衡的核心事件——WAT褐变导致能量以热能形式过度耗散，加剧负能量平衡，进而促进骨骼肌功能障碍和胰岛素抵抗。当前临床营养支持面临瓶颈：传统全剂量肠内营养（enteral nutrition, EN）或早期肠外营养无法有效缓解脓毒症患者的代谢紊乱，甚至可能加重肝肾负担。因此，基于脓毒症代谢紊乱的发病机制，开发具有靶向调控作用的优化肠内营养配方成为关键。辛酸（octanoic acid, OA）是一种C8中链脂肪酸（medium-chain fatty acid, MCFA），具有最高的生酮效率，可快速经门静脉吸收并直接肝脏代谢，生成酮体（ketone bodies）作为替代能源，同时具有抗炎和免疫调节活性。本研究旨在比较富含辛酸的肠内营养（OA-rich EN）与常规EN对脓毒症相关代谢紊乱的保护效果，并阐明其通过抑制病理性WAT褐变的分子机制。该论文发表在《Food Science》。

### 主要技术方法

研究人员采用C57BL/6小鼠（购自苏州大学），通过腹腔注射脂多糖（lipopolysaccharide, LPS, 5 mg/kg）建立脓毒症模型。主要技术方法包括：（1）胃管置入术以实现营养干预（含不同剂量OA的EN溶液，来源为商业EN溶液和OA试剂）；（2）代谢笼测量24小时能量消耗（energy expenditure, EE）；（3）握力测量评估骨骼肌功能；（4）生化试剂盒检测血清和WAT中乳酸（lactate）及血清β-羟基丁酸（β-hydroxybutyrate, β-OHB）水平；（5）苏木精-伊红（hematoxylin-eosin, H&E）染色观察WAT和趾长伸肌（extensor digitorum longus, EDL）形态；（6）免疫组化（immunohistochemical, IHC）染色检测WAT中解偶联蛋白1（uncoupling protein 1, UCP1）表达；（7）蛋白质印迹法（western blot）检测GPR81、CTRP6、磷酸化p38（p-p38）、p38、UCP1及肌肉萎缩标志物MURF-1和MAFBx的蛋白水平；（8）药物激活GPR81（使用特异性激动剂3-氯-5-羟基苯甲酸, CHBA）及遗传激活CTRP6和p38（通过尾静脉注射腺相关病毒9型AAV9-CTRP6和AAV9-MKK6）进行通路验证；（9）稳态模型评估胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）。

### 研究结果

#### 3.1 OA-rich EN增强酮体合成并降低脓毒症小鼠血清和WAT中乳酸积累
通过检测血清β-OHB、血清乳酸和WAT乳酸水平，发现LPS诱导的脓毒症导致血清β-OHB显著下降，乳酸水平显著升高，表明生酮受损和乳酸过度积累。常规EN仅轻微改善而无统计学差异；不同浓度（0.25、0.5、1.0 mL/kg/day）的OA-rich EN剂量依赖性地升高血清β-OHB、降低乳酸，其中0.5 mL/kg/day效果稳健且显著，被选为后续机制实验的最适浓度。

#### 3.2 OA-rich EN抑制GPR81-CTRP6-p38通路并抑制脓毒症小鼠WAT褐变
蛋白质印迹显示，LPS显著增加WAT中GPR81、CTRP6蛋白表达及p38磷酸化水平，而OA-rich EN显著抑制这些激活。形态学及H&E染色显示，OA-rich EN有效恢复LPS引起的WAT萎缩、组织重量下降及小多房脂肪细胞形成，增加>500 μm2脂肪细胞比例。同时，OA-rich EN剂量依赖性地降低UCP1过度表达（免疫组化和蛋白质印迹证实）。常规EN无明显保护作用。

#### 3.3 OA-rich EN减轻脓毒症小鼠全身性代谢紊乱
代谢笼检测显示LPS导致体重显著下降、24小时总EE升高，表明严重负能量平衡；OA-rich EN显著逆转体重变化和过度EE。握力测量和EDL组织H&E染色及肌肉萎缩标志物（MURF-1、MAFBx）检测表明，OA-rich EN显著改善握力、恢复EDL形态并抑制萎缩标志物过表达。胰岛素抵抗方面，LPS引起空腹血糖降低、空腹胰岛素升高及HOMA-IR指数升高；OA-rich EN升高空腹血糖并降低HOMA-IR指数，而常规EN仅部分恢复血糖但未缓解胰岛素抵抗。

#### 3.4 激活GPR81逆转OA-rich EN对WAT褐变和代谢紊乱的保护作用
使用CHBA特异性激活GPR81后，血清β-OHB和乳酸水平无显著变化，表明OA-rich EN调节酮体和乳酸代谢独立于GPR81。但蛋白质印迹显示GPR81激活显著逆转了OA-rich EN对GPR81-CTRP6-p38通路的抑制作用。形态学、H&E染色和UCP1检测显示，GPR81激活重新诱导WAT萎缩和UCP1过表达，即逆转了OA-rich EN对WAT褐变的抑制。全身性代谢指标（体重变化、EE、握力、肌肉萎缩、胰岛素抵抗）也被逆转，表明GPR81是OA-rich EN发挥作用的核心上游靶点。

#### 3.5 激活CTRP6或p38逆转OA-rich EN对WAT褐变和代谢紊乱的保护作用
通过AAV9-CTRP6和AAV9-MKK6分别特异性激活CTRP6和p38，结果与CHBA干预一致：不影响血清β-OHB和乳酸水平，但显著逆转了OA-rich EN对WAT褐变（包括WAT形态、UCP1表达）和全身代谢紊乱的保护作用。这些结果进一步证实OA-rich EN通过抑制整个乳酸-GPR81-CTRP6-p38通路发挥保护作用，且该通路中任一关键下游分子的激活均可逆转眼固EN的治疗效果。

### 讨论与结论

讨论部分总结指出，脓毒症中WAT褐变是驱动代谢紊乱的核心事件，本研究确认乳酸-GPR81-CTRP6-p38通路是病理性WAT褐变的关键介质，也是OA-rich EN营养调控作用的分子靶点。OA-rich EN通过增强肝脏生酮减少乳酸积累，直接抑制GPR81激活及下游信号级联，从而有效缓解病理WAT褐变引起的全身代谢紊乱。机制验证实验进一步证实了该营养调控作用的特异性：单独激活GPR81、CTRP6或p38均可完全逆转OA-rich EN的保护效果，而不会影响OA-rich EN对酮体和乳酸的调节。这证明了OA-rich EN是一种优化的肠内营养配方，不同于仅提供基础能量的常规EN，它具有靶向抑制乳酸-GPR81-CTRP6-p38通路的系统性营养调控作用。研究还指出了临床转化潜力，可扩展至其他高代谢危重症（如严重烧伤、癌性恶病质等）。同时提及局限性：使用LPS单次打击模型而非盲肠结扎穿孔（CLP）模型，未来需在更临床相关模型中验证；仅研究了三个浓度，最佳临床剂量、给药时间等尚需进一步研究。

研究结论部分翻译如下：
在本研究中，研究人员证明OA-rich EN通过增强生酮作用，靶向乳酸-GPR81-CTRP6-p38通路抑制病理性WAT褐变，从而发挥对脓毒症相关代谢紊乱的保护作用。研究人员进一步确认OA-rich EN是一种具有靶向系统性营养调控作用的新型优化EN配方，在缓解脓毒症相关代谢紊乱方面显著优于常规EN。本研究丰富了对OA在脓毒症中营养调控机制的认识，确定了乳酸-GPR81-CTRP6-p38通路作为针对脓毒症诱导病理性WAT褐变的营养干预潜在分子靶点，并为合并代谢紊乱的脓毒症患者的临床营养管理提供了一种有前景的靶向营养干预策略。OA-rich EN有望作为优化肠内营养配方转化为临床实践，这对于提高临床营养支持疗效及改善脓毒症代谢紊乱患者的预后具有重要意义。