GLP-1受体(GLP-1R)在淋巴管内皮细胞中富集且其激动剂司美格鲁肽(Semaglutide)可改善集合淋巴管泵送功能

《Microcirculation》：GLP-1 Receptors Are Enriched in the Lymphatic Endothelium and Their Pharmacological Activation With Semaglutide Improves the Pumping Capacity of Lymphatic Vessels

　　

目的：近期临床研究表明胰高血糖素样肽-1受体(glucagon-like peptide-1 receptor, GLP-1R)激动剂可能作为治疗或降低继发性淋巴水肿发病风险的有效疗法。本研究旨在(1)确定GLP-1R是否存在于淋巴血管系统中并表征其表达特征，(2)评估GLP-1R激动对集合淋巴管(collecting lymphatic vessel)收缩功能的影响。方法：研究人员通过单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing, scRNAseq)及荧光共聚焦显微镜评估淋巴血管及其周围组织中GLP-1R的表达；采用压力肌动描记术(pressure myography)评估GLP-1R激动剂司美格鲁肽(semaglutide, Sema)对调节淋巴收缩性的直接作用。结果：Glp1r基因(编码GLP-1R)的表达仅在淋巴管内皮细胞(lymphatic endothelial cells, LECs)中被检测到。GLP-1R的药理学激活引起野生型(wild type, WT)、饮食诱导肥胖(diet-induced obese, DIO)及载脂蛋白E敲除(ApoE KO)小鼠分离集合淋巴管发生显著血管扩张并提升其泵送容量(pumping capacity)。GLP-1R介导的反应部分由一氧化氮(nitric oxide, NO)及其与电压门控钠通道(voltage-gated sodium channels, NaV)的潜在相互作用所介导；其他信号通路尚待阐明。结论：本研究结果表明GLP-1R激动对淋巴泵送容量具有直接的有益作用，该作用由强效血管扩张介导，使淋巴管能够容纳和转运更大容量的液体，同时保持强烈且高效的收缩。

论文解读：《GLP-1受体在淋巴管内皮细胞中富集且其激动剂司美格鲁肽可改善集合淋巴管泵送功能》

研究背景与意义

淋巴水肿(lymphedema)是一种影响全球超2.5亿人的慢性致残性疾病，目前尚无获批的药理治疗药物。在发达国家，最常见的继发性淋巴水肿发生于癌症幸存者术后（如乳腺癌腋窝淋巴结清扫）及肥胖/代谢综合征患者。肥胖和高BMI、胰岛素抵抗可显著增加发病风险（>3倍），代谢综合征可致集合淋巴管泵送功能受损、瓣膜功能障碍及高通透性。GLP-1受体(GLP-1R)激动剂原为2型糖尿病及减重药物，近期临床病例报道（Dayan等及Crowley等）提示GLP-1R激动剂可改善甚至基本消退淋巴水肿，且部分获益见于非肥胖患者，提示可能存在淋巴系统的直接作用而非仅通过全身减重。然而此前GLP-1R在淋巴血管壁各细胞类型的表达分布及其对淋巴管功能的直接调控作用均不清楚。本研究在《Microcirculation》发表，首次在分子、细胞及器官水平阐明GLP-1R特异性富集于集合及前集合淋巴管内皮细胞，并证实司美格鲁肽(semaglutide)通过GLP-1R介导（部分经NO及Na_V通道交互作用）引起淋巴管舒张、增加单次搏动射血量，提升对抗逆向压力梯度的泵极限(pump limit)，且在代谢综合征模型（DIO及ApoE KO小鼠）中可恢复受损泵功能。

主要技术方法

研究人员使用野生型(WT)C57BL/6J小鼠、饮食诱导肥胖(DIO, Western Diet喂养16周)小鼠及高脂血症ApoE KO小鼠，部分使用Prox1-CreER^T2;Salsa6f小鼠（淋巴管内皮细胞特异性表达GCaMP6f钙指示剂）及Prox1-GFP小鼠。主要方法包括：(1)既往发表的小鼠集合淋巴管及周围组织scRNAseq数据集（GEO: GSE294684）再分析，鉴定Glp1r表达及淋巴管内皮细胞(LEC)亚群分型；(2)离体显微 dissected 集合淋巴管压力肌动描记术(pressure myography)，在无流动、恒定3 cmH₂O腔内压下记录管径变化，分析收缩幅度(amplitude)、舒张末直径(end-diastolic diameter, EDD)、收缩末直径(end-systolic diameter, ESD)、射血分数(ejection fraction, EF)、收缩频率、每搏 displaced volume 及泵测试(pump test，测定克服逆向压力梯度的最大泵极限)；(3)活细胞共聚焦显微成像记录LEC中GCaMP6f荧光强度变化以验证功能性GLP-1R存在；(4)药理学干预实验——使用GLP-1R拮抗剂exendin (9–39)、NOS抑制剂L-NAME、COX抑制剂indomethacin、NADPH氧化酶抑制剂apocynin及Na_V通道阻滞剂tetrodotoxin(TTX)分别预处理后给予司美格鲁肽(1 nM–1 μM，常用5 nM急性刺激)；(5)免疫荧光染色检测各区域集合淋巴管周神经（TUBB3及WGA）。

研究结果

GLP-1Rs在淋巴血管中表达并高度富集于淋巴管内皮细胞

scRNAseq分析显示Glp1r mRNA仅见于部分LEC（约19.8%±2.4%），雌雄无差异；亚群分析表明Glp1r富集于集合淋巴管和前集合淋巴管LEC，毛细/初始淋巴管LEC未检出。Glp1r阳性LEC差异表达脂肪酸结合、前列腺素合成及屏障完整性相关基因。Prox1-CreER^T2;Salsa6f小鼠离体淋巴管给予5 nM司美格鲁肽后LEC胞内钙离子([Ca²⁺]_i)升高，证实功能性GLP-1R存在于LEC。

GLP-1R药理激活以浓度依赖性方式调节集合淋巴管收缩能力

WT小鼠淋巴管对司美格鲁肽极敏感（1 nM即有反应）。司美格鲁肽引起浓度依赖性血管扩张（EDD、ESD增大），收缩幅度、射血分数及收缩宽度不变，收缩频率及分数泵流量(fractional pump flow, FPF)下降，但每搏 displaced volume显著增大。提示GLP-1R激动使淋巴管容纳更多液体并保持强效收缩，以更大单次排量代偿频率降低。

急性司美格鲁肽处理改善WT集合淋巴管泵送容量

5 nM急性刺激后EDD与ESD显著增大，收缩频率降低、FPF降低，但每搏 displaced volume增加约25%（6.91±1.70 nL→8.63±2.03 nL, p=0.001）。泵测试显示泵极限从4.64±0.42 cmH₂O升至7.57±0.88 cmH₂O(p=0.0084)，证明司美格鲁肽增强淋巴管对抗逆向压力梯度的推进能力。

司美格鲁肽对淋巴泵功能的提升部分由NOS依赖的一氧化氮(NO)介导

NOS抑制剂L-NAME预处理引起基础血管收缩、每搏 displaced volume降低；在此之上司美格鲁肽仍引起残余舒张（EDD增加）及频率降低、每搏 displaced volume较L-NAME条件有所回升，但EDD增幅小于对照组。提示NO参与但不完全解释司美格鲁肽效应，还存在其他内皮源性信号。

其他旁分泌信号（前列腺素、NADPH氧化酶来源ROS）的潜在参与

COX抑制剂indomethacin或NADPH氧化酶抑制剂apocynin单独或联合L-NAME预处理，未完全阻断司美格鲁肽反应，结果尚不足以认定前列腺素或ROS是主要介导因子，提示存在其他待阐明的内皮-平滑肌旁分泌信号。

淋巴管周神经分布及电压门控钠通道(Na_V)在司美格鲁肽信号中的潜在作用

腹股沟腋淋巴管未见TUBB3阳性周神经（肠系膜及颈浅淋巴管有），该部位司美格鲁肽效应不被Na_V通道阻滞剂TTX阻断，排除此处神经GLP-1R参与。但L-NAME+TTX联合预处理几乎完全抑制司美格鲁肽引起的舒张及每搏 displaced volume增加（仅频率仍降），提示NO与Na_V通道（LEC/LMC本身表达Scn5a/Scn3a编码Na_V1.5/Na_V1.3）在GLP-1R信号中存在交互。

GLP-1R拮抗剂exendin (9–39)未完全阻断司美格鲁肽诱导的淋巴反应

Exendin (9–39)本身轻微改变基础收缩频率与宽度；加入后司美格鲁肽仍能引起显著（虽减弱）EDD增大、频率降低及每搏 displaced volume增加，提示可能存在少量GLP-1R非依赖性作用或exendin (9–39)不完全拮抗，需进一步研究。

司美格鲁肽改善饮食诱导肥胖(DIO)及ApoE KO小鼠淋巴管的泵送容量

DIO小鼠淋巴管基础直径缩小但收缩参数未显著受损；ApoE KO小鼠基础收缩幅度、射血分数及每搏 displaced volume显著降低、频率升高（收缩功能受损）。持续灌注5 nM司美格鲁肽使三组（WT、DIO、ApoE KO）EDD显著增大、频率降低、每搏 displaced volume显著增加，ApoE KO鼠受损的收缩幅度和射血分数恢复至接近WT对照水平，证明GLP-1R激动可在代谢疾病模型中修复淋巴泵功能。

讨论与结论总结（翻译结论部分）

我们的结果显示GLP-1Rs存在于淋巴血管系统中，且高度富集于淋巴管内皮细胞。此外，集合淋巴管——来自健康小鼠及肥胖和代谢综合征小鼠模型——对GLP-1R药理学激活表现出极高的敏感性，该激活显著提升或恢复其泵送容量。在淋巴水肿中，淋巴管收缩/泵功能受损是疾病发生发展的已知关键因素；本文观察结果（并得到临床报道支持）提示GLP-1R激动剂有直接恢复集合淋巴管泵送容量——并可能影响其他关键淋巴管功能——用于治疗继发性淋巴水肿的治疗潜力。简而言之，本研究揭示GLP-1R激动对淋巴泵送容量具有直接有益效应，该效应由强效血管扩张介导，使淋巴管能够容纳和移位更大液体容量，同时保持强烈且高效的收缩。