2021年3月2日，上海交通大学附属第六人民医院糖尿病研究所刘军力团队等在 Cell 子刊 Cell Metabolism 杂志在线发表了题为：The Phytochemical Hyperforin Triggers Thermogenesis in Adipose Tissue via a Dlat-AMPK Signaling Axis to Curb Obesity的研究论文。该研究发现从传统中药贯叶连翘中提取的化合物贯叶金丝桃素（HPF），能够促进脂肪组织产热，从而有效减肥并改善代谢，为肥胖治疗开辟了全新方向。此外，该研究还通过有限水解酶质谱法鉴定出二氢脂酰胺S-乙酰基转移酶 （Dlat）为贯叶金丝桃素（HPF）的直接分子靶标，揭示了Dlat对HPF介导的脂肪细胞产热有至关重要的作用。

近年研究发现，脂肪细胞在冷刺激条件下会引发产热。研究人员希望开发一种可以直接靶向脂肪组织模拟这种生理产热的药物，以有效抑制高脂饮食诱导的肥胖。但由于“脂肪直接受冷刺激引起产热”的分子机制未知，药物靶点不明，因此基于明确单一靶点的传统研究手段受到限制。刘军力课题组研究人员将CMAP基因组系统关联技术（Connectivity Map）应用于该问题的研究中。区别于基于“单一靶点”的传统方法，CMAP技术同时靶向批量的基因变化来研究促进脂肪产热小分子，基于该技术，研究人员筛选得到一种天然小分子HPF。研究者发现，HPF可以有效促进肥胖小鼠脂肪产热并降低体重，而且它的作用机制并不依赖神经系统和β3-AR受体，通过激活AMPK/PGC1α，促进Ucp1等产热基因的表达，毒副作用低。

探究活性化合物的直接作用靶点一直是本领域的研究热点。研究人员利用蛋白酶 K水解蛋白容易被干扰的特点，发展了基于质谱学的小分子靶点研究技术—有限水解酶质谱法（LiP-SMap）。在Lip-SMap工作流程中，首先将脂肪细胞裂解液与HPF或DMSO孵育，每种处理设置三个重复。随后用蛋白酶K进行限制性蛋白酶切，酶切后的肽段再用胰酶进行完整酶切，使用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）采集数据。经过MaxQuant软件定量后，定量到了48,000条肽段，随后将数据导入R平台的limma函数包计算肽段含量变化倍数和p值。

基于该策略，研究人员筛选得到HPF的直接作用靶蛋白二氢脂酰胺S-乙酰基转移酶 （dihydrolipoamide S-acetyltransferase, Dlat）。Dlat在脂肪产热和脂质调控中的作用在此前鲜有报道。课题组研究人员通过毛细管电泳实验分析，发现Dlat与HPF结合Kd值为578nM，Autodocking实验也证明HPF主要结合在Dlat的（I）结构域。研究人员通过分析包含697734个个体的欧洲人群GWAS数据库，发现Dlat的单核苷酸多态性位点（rs10891314）与肥胖的发生密切相关，而且Dlat的易感变异位点正好位于它的（I）结构域。在脂肪组织中敲低Dlat蛋白能够抑制HPF给药引起的体重减低和AMPK激活。

白色脂肪棕色化和脂肪组织产热是维持机体能量平衡的重要生理活动，当机体脂肪产热能力发生衰减，则会诱发肥胖和糖尿病。此项研究深化了本领域对于脂肪棕色化和脂肪产热的认知，为抗肥胖症开辟一条全新研究方向：靶向“脂肪组织直接受冷刺激并诱发的产热”，有可能降低心血管疾病风险，未来针对新药先导化合物HPF进一步研究，有望开发出更加有效安全的抗糖尿病抗肥胖新药。

总的来说，这项研究发现了一个可以通过脂肪组织产热机制来改善肥胖和代谢功能的小分子——金丝桃素，并揭示了它的作用机制是Dlat-AMPK途径，和以前发现的可以刺激脂肪组织产热的β3-肾上腺素能受体途径不同，目前的大多数β3-肾上腺素能受体激动剂普遍具有心血管副作用，在肥胖治疗中的应用受到限制，金丝桃素的发现或许会为我们带来新的可能。

参考文献：

Chen S, Liu X, Peng C and et al. (2021)The phytochemical hyperforin triggers thermogenesis in adipose tissue via a Dlat-AMPK signaling axis to curb obesity[J]. Cell Metabolism 33(3): 565-580. e7