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J Clin Invest丨SGK3调节糖皮质激素信号传导,促进小鼠脂肪生成过程中的染色质重塑
2026-05-08
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引言
糖皮质激素(Glucocorticoid,GC)凭借其显著的抗炎、免疫抑制及抗休克功效,在临床医学领域得到了广泛应用。从作用机制来看,GC主要借助糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor,GR)实现抗炎效果,但在临床应用中,其往往会引发一系列代谢性不良反应,例如向心性肥胖、葡萄糖耐量下降、胰岛素抵抗以及肌肉量减少等问题。由此可见,如何在确保GC免疫抑制治疗效果不受影响的前提下,降低其对机体代谢稳态的不良干扰,已成为当前临床医学领域亟待突破的关键课题。

以往的相关研究结果显示,GR的缺失并不能彻底阻断脂肪组织的正常发育进程以及脂肪前体细胞的分化过程,这一现象提示,GC在促进脂肪生成的过程中,可能存在不依赖于GR的调控机制。因此,深入探究GC所激活的非受体依赖性信号通路,对于研发能够减轻GC代谢副作用的策略而言,具有至关重要的理论价值与实际意义。

近日,中国科学院上海营养与健康研究所周犇课题组合作在J Clin Invest在线发表题为Serum- and glucocorticoid-induced kinase 3 orchestrates glucocorticoid signaling to facilitate chromatin remodeling during murine adipogenesis的研究论文。该研究通过一系列实验发现,SGK3有望成为一个潜在的治疗靶点,为开发缓解GC水平升高所引发代谢副作用的治疗方案提供新的思路与方向。
期刊封面图
图片来源:《Journal of Clinical Investigation》
研究材料与方法
在这项研究中,研究人员使用多种小鼠模型,分别通过Sgk3flox/flox小鼠(由赛业生物提供)与CAG-Creesr1、Pdgfrα-Cre和Adipoq-Cre小鼠杂交获得Sgk3全身敲除小鼠(Sgk3 iKO)、脂肪前体细胞特异性Sgk3基因敲除小鼠(Sgk3 APKO)和成熟脂肪细胞特异性Sgk3基因敲除小鼠(Sgk3 AKO),来分析Sgk3对体内脂肪细胞分化以及糖皮质激素诱导的肥胖的影响。同时,研究人员使用近端标记蛋白质质谱、免疫共沉淀、体外激酶、核质分离、CUT&TAG、ATAC-seq、Edu标记等技术手段,探究SGK3对于脂肪细胞分化影响的分子机制。
技术路线
1. 磷酸化蛋白组学鉴定GCs诱导的蛋白激酶

2. SGK3介导GCs的GR不依赖功能:Sgk3敲除小鼠抵抗GCs诱导的肥胖

3. SGK3通过调控染色质重塑促进脂肪前体细胞分化

4. SGK3磷酸化BAF复合物亚基BRG1,调控其蛋白稳定性

5. GCs通过SGK3-BRG1轴维持脂肪前体细胞分化中的染色质重塑,进而诱导小鼠肥胖
研究结果
SGK3调控蛋白质磷酸化
图1 SGK3在应激性糖皮质激素刺激下对蛋白质磷酸化至关重要
为揭开GC“不依赖GR致胖”的神秘面纱,研究团队以糖皮质激素代表性药物地塞米松(DEX)为干预对象,对经其处理的原代基质血管组分(SVF)脂肪前体细胞展开深度分析——通过蛋白组学与磷酸化组学技术,捕捉细胞内分子层面的变化。结果发现,DEX处理后,SVF细胞中大量蛋白质的RxxS基序出现显著磷酸化修饰;而这一修饰的“幕后推手”,指向了血清和糖皮质激素诱导激酶家族(SGKs)中的SGK3。

进一步实验证实,DEX处理能快速提升SGK3的激酶活性,且在SGK3缺陷的细胞中,DEX诱导的RxxS/T基序磷酸化,以及SGK3经典底物NDRG1的S330位点磷酸化均被“阻断”。这意味着,SGK3可绕开GR,直接响应GC刺激并激活下游底物,成为GC促脂肪生成的“独立通路”。

SGK3是否真的是GC致胖的“关键开关”?团队通过体外与体内实验双重验证,在体外细胞实验中,无论是小鼠还是人源的脂肪前体细胞,一旦缺失SGK3,其分化能力均显著下降;更值得关注的是,SGK3缺陷与GR缺失对细胞分化的抑制作用可“叠加”,这表明SGK3调控脂肪生成的通路,与传统GR信号通路是“并行存在”的。
Sgk3缺陷小鼠抵抗肥胖
图2 Sgk3缺陷小鼠对糖皮质激素诱导的肥胖具有保护作用
体内动物实验的结果更具说服力。研究团队采用他莫昔芬诱导的全身性Sgk3敲除小鼠进行观察,发现这类小鼠在保留GC正常免疫抑制功能的同时,对GC诱导的肥胖展现出“抵抗力”——体重增长与脂肪堆积明显减少。为进一步明确SGK3的作用部位,团队构建了不同细胞类型特异性敲除模型:仅在脂肪前体细胞中敲除SGK3的小鼠,不仅脂肪组织总量减少,还能有效缓解DEX诱导的肥胖;而在成熟脂肪细胞中敲除SGK3,则完全没有类似效果。

借助AdipoChaser小鼠的“细胞示踪技术”,研究人员更直观地看到,体内SGK3缺失后,DEX诱导的脂肪前体细胞分化过程被显著“叫停”。此外,无论是Sgk3 iKO小鼠,还是通过PROTAC技术靶向清除SGK3的小鼠,均能抵抗高脂饮食引发的肥胖。这些结果清晰证明,SGK3通过调控脂肪前体细胞分化,成为GC与高脂饮食双重诱导肥胖的“核心调控因子”。

在分子机制层面,研究还发现了SGK3的“特殊行踪”:以往研究认为SGK3主要存在于细胞内体与细胞质中,但在脂肪前体细胞分化过程中,GC会推动SGK3向细胞核内“转移”——且这一过程不依赖GR或盐皮质激素受体(MR)。进入细胞核的SGK3,会与SWI/SNF染色质重塑复合物“联手”,而其对脂肪前体细胞分化的调控,恰恰依赖于这一复合物的参与。通过BRG1 CUT&TAG与ATAC-seq技术分析,团队发现SGK3缺失会打乱BRG1(SWI/SNF复合物关键亚基)在染色质上的定位,降低染色质可及性,最终干扰脂肪细胞分化相关基因的转录“程序”。

更关键的机制突破在于:SGK3能通过磷酸化作用“保护”BRG1。实验显示,SGK3缺失会导致BRG1蛋白稳定性下降、泛素化水平升高;而过表达持续激活型SGK3(S486D突变体)可恢复BRG1的稳定性,激酶失活型SGK3(K191A突变体)则无此效果。进一步研究明确,SGK3可直接对BRG1的T428与S1417两个位点进行磷酸化修饰;与野生型BRG1相比,这两个位点同时突变的BRG1,泛素化水平更高、蛋白稳定性更低。这意味着,SGK3通过磷酸化BRG1,阻断了其被泛素化介导的蛋白酶体降解途径,从而为脂肪前体细胞分化“保驾护航”。
研究结论
SGK3调控脂肪分化机制示意图
图3 糖皮质激素激活SGK3调节脂肪前体细胞分化的机制示意图
该研究提示糖皮质激素可以通过GR以外的信号通路调控代谢功能,揭示了糖皮质激素直接激活SGK3-BRG1轴调控脂肪前体细胞分化的作用和机制,药物靶向抑制SGK3可缓解高脂饮食诱导的小鼠肥胖。
参考文献
[1]Chen Q, Guo J, Liu Y, Du T, Liu J, Zhang Y, Dai Y, Zhang M, Zhou Z, Zhang Q, Wei C, Ding Q, Qin J, Zhai Q, Qiu J, Shao M, Zhang F, Soukas AA, Zhou B. Serum- and glucocorticoid-induced kinase 3 orchestrates glucocorticoid signaling to facilitate chromatin remodeling during murine adipogenesis. J Clin Invest. 2025 Jul 24;135(19):e186534. doi: 10.1172/JCI186534. PMID: 40767604; PMCID: PMC12483569.
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