糖皮质激素致肥胖的 “元凶” 锁定！巨噬细胞 KLF9 激活阻断产热、促进脂质堆积，敲除后可完全阻断肥胖，为临床副作用管理破局

提到糖皮质激素（GC），临床医生和患者都不陌生 —— 它是抗炎、抗免疫的 “明星药物”，从哮喘到自身免疫病，应用广泛。但长期使用的副作用却让人头疼：中心性肥胖、肝脂肪变性、高血糖，这些代谢问题不仅影响患者生活质量，还会加重原有疾病风险。过去学界认为，GC 是直接作用于脂肪细胞的糖皮质激素受体（GR）致肥胖，但最新研究颠覆这一认知：糖皮质激素致肥胖的核心 “推手”，是巨噬细胞中的转录因子 KLF9（Krüppel 样因子 9）。

发表于《Nature Communications》（2024, 15:1190）的这项突破性研究，首次证实：GC 通过激活巨噬细胞中的 KLF9，招募 SIN3A/HDAC 抑制复合物，阻断炎症因子（如 IL-6、PGE2）释放，进而抑制脂肪细胞的 STAT3 信号，最终减少米色脂肪产热、增加脂质堆积；而髓系特异性敲除 KLF9（mKlf9KO），可完全阻断 GC 诱导的肥胖，甚至让小鼠变 “瘦”。这一发现为 GC 相关代谢副作用的治疗提供了全新靶点。本研究中使用EchoMRI700设备，对小鼠身体成分的精准检测

研究设计：从动物到细胞，层层拆解KLF9 的作用

为明确GC-KLF9 - 肥胖的调控链，研究团队采用 “动物模型 + 细胞实验 + 分子机制” 的三维设计，逻辑严谨且覆盖临床场景：

1. 实验模型与分组（核心为 “敲除 / 转基因小鼠 + GC 干预”）

关键动物模型：

野生型小鼠（WT）+Dex + 巨噬细胞清除：C57BL/6J 小鼠腹腔注射地塞米松（Dex，5mg/kg，每 2 天 1 次，共 6 周），同时用氯膦酸脂质体清除脂肪组织巨噬细胞（ATMs），验证巨噬细胞的必要性；

髓系特异性KLF9 转基因小鼠（mKlf9TG）：通过 Lyz2-Cre 与 Rosa26-Klf9flox 小鼠杂交，仅在巨噬细胞中过表达 KLF9，观察自发肥胖表型；

髓系特异性KLF9 敲除小鼠（mKlf9KO）：Lyz2-Cre 与 Klf9flox/flox 小鼠杂交，敲除巨噬细胞中的 KLF9，验证其对 GC 致肥胖的阻断作用；

对照小鼠：同背景的Cre 阴性小鼠（R-loxP 或 LoxP），排除 Cre 重组的非特异性影响。

细胞实验：

原代巨噬细胞（腹腔巨噬细胞PM、骨髓来源巨噬细胞 BMDM）：检测 Dex 对 KLF9 的诱导及对炎症因子的影响；

脂肪细胞- 巨噬细胞共培养：用巨噬细胞条件培养基（CM）处理小鼠 / 人类米色脂肪细胞，观察脂肪细胞代谢变化；

分子互作实验：Co-IP 验证 KLF9 与 SIN3A/HDAC 复合物结合，ChIP 验证 KLF9 对靶基因启动子的结合。

2. 核心检测指标

表型指标：

体重与体成分（EchoMRI 测脂肪 / 瘦肉量）、脂肪组织重量（腹股沟 iWAT、附睾 eWAT）、 adipocyte 大小（H&E 染色量化）；

核心体温（冷暴露4℃时监测）、线粒体含量（mtDNA / 核 DNA 比值）。

代谢指标：

全身代谢：CLAMS 系统测氧气消耗（VO₂）、二氧化碳产生（VCO₂）、呼吸交换率（RER）；

糖脂代谢：空腹血糖、胰岛素（ELISA）、葡萄糖耐量试验（ipGTT）、血浆 / 肝脏游离脂肪酸（FFA）、甘油三酯（TG）。

分子指标：

基因表达：qPCR 测 KLF9、炎症因子（Il6、Ptgs2、Il10）、产热基因（Ucp1、Pgc1α、Atp2a2）、脂质合成基因（Srebf1、Fasn）；

蛋白水平：Western blot 测 KLF9、SIN3A/HDAC、STAT3 磷酸化（p-STAT3）、产热蛋白（UCP1、PGC1α）；

表观调控：ChIP 检测 KLF9 对靶基因启动子的结合及组蛋白乙酰化（H3Kac）水平。

核心结果：巨噬细胞KLF9 是 GC 致肥胖的 “核心开关”

研究从整体到分子层层递进，证实KLF9 在 GC 致肥胖中的不可替代作用：

1. 第一步：巨噬细胞是 GC 致肥胖的必需环节

清除ATMs 后，Dex 诱导的肥胖被完全阻断：WT 小鼠注射氯膦酸脂质体后，iWAT/eWAT 重量减少 30%-40%，adipocyte 大小缩小 50%，产热基因（Ucp1、Pgc1α）不再被 Dex 抑制，脂质合成基因（Srebf1）不再升高（原文献 Fig.1）；

共培养实验证实巨噬细胞直接影响脂肪细胞：Dex 处理后的巨噬细胞 CM，可使米色脂肪细胞产热基因降低 40%、脂质合成基因升高 60%，而清除巨噬细胞后这一效应消失（原文献 Fig.1h-i）。

图1：ATMS参与糖皮质激素诱导的肥胖。

2. 第二步：GC 通过 GR 诱导巨噬细胞 KLF9 表达

Dex 通过 GR 直接激活 Klf9 转录：ChIP-seq 显示，Dex 处理后 GR 显著结合 Klf9 启动子区域，在小鼠 PM、BMDM 及人类 THP-1 巨噬细胞中，KLF9 的 mRNA / 蛋白水平升高 2-3 倍，GR 拮抗剂 RU486 可完全阻断这一诱导（原文献 Fig.2b-g）；

ATMs 中 KLF9 特异性升高：Dex 处理 6 周后，ATMs 中 KLF9 表达升高 2.5 倍，而脂肪细胞、其他免疫细胞（中性粒细胞、嗜酸性粒细胞）中 KLF9 无变化（原文献 Fig.2h-i）。

图2：羟基类固醇（Dex）通过诱导巨噬细胞中的KLF9蛋白，调控巨噬细胞的失活过程

3. 第三步：KLF9 过表达致肥胖，敲除变瘦

mKlf9TG 小鼠（巨噬细胞过表达 KLF9）：

自发肥胖：正常饮食下，12 周龄 mKlf9TG 小鼠脂肪量增加 25%，iWAT/eWAT adipocyte 增大 40%，能量消耗降低 20%（VO₂减少），冷暴露时核心体温降低 1-1.5℃（原文献 Fig.3a-e）；

代谢异常：产热基因（Ucp1、Atp2a2）降低 30%-50%，脂质合成基因（Srebf1、Fasn）升高 40%，线粒体含量减少 25%（原文献 Fig.3f-i）。

图3：髓系特异性Klf9转基因会诱发肥胖。上图小鼠的身体成分包括筋肉和脂肪变化由EchoMRI700完成检测。

mKlf9KO 小鼠（巨噬细胞敲除 KLF9）：

自发变瘦：脂肪量减少20%，iWAT/eWAT adipocyte 缩小 30%，能量消耗升高 15%，冷暴露时核心体温升高 0.8-1℃（原文献 Fig.4a-e）；

代谢改善：产热基因升高40%，脂质合成基因降低 30%，线粒体含量增加 20%（原文献 Fig.4f-i）。

图4：骨髓特异性Klf9缺陷小鼠体型偏瘦。

4. 机制：KLF9 招募 SIN3A/HDAC 复合物，抑制 STAT3 信号

这是研究最核心的分子机制——KLF9 通过 “表观抑制” 阻断巨噬细胞 - 脂肪细胞对话：

KLF9 与 SIN3A/HDAC 结合：Co-IP 证实，KLF9 在巨噬细胞中直接结合 SIN3A、HDAC1/2，形成抑制复合物（原文献 Fig.5a）；

抑制炎症因子表达：ChIP 显示，KLF9 结合 Il6、Ptgs2、Il10、Arg1、Chil3 的启动子，招募 HDAC 降低组蛋白乙酰化（H3Kac 减少 40%-60%），进而抑制这些基因表达（原文献 Fig.5b-e）；

图5：GC诱导的KLF9通过招募染色质沉默因子SIN3A HDAC复合物促进巨噬细胞失活

阻断脂肪细胞STAT3 激活：巨噬细胞分泌的 IL-6、PGE2 可激活脂肪细胞 STAT3，促进产热、抑制脂质堆积；而 KLF9 抑制这些因子后，脂肪细胞 p-STAT3 降低 50%，产热基因下调、脂质基因上调（原文献 Fig.7d-f）；

人类细胞验证：皮质醇诱导人类PBMC 来源巨噬细胞 KLF9 表达，其 CM 可使人类米色脂肪细胞 p-STAT3 降低 40%，敲除 KLF9 后这一效应消失（原文献 Fig.7h-n）。

图7：GC诱导的巨噬细胞失活通过抑制脂肪细胞中的STAT3信号通路，促进脂肪堆积。

5. 关键验证：敲除 KLF9 可阻断 GC 致肥胖

Dex 处理 mKlf9KO 小鼠后，肥胖完全不发生：脂肪量仅增加 5%（WT 增加 25%），iWAT adipocyte 大小无变化，产热基因（Ucp1）未被抑制，血糖、TG 水平正常（原文献 Fig.6a-j）；

内源性GC（皮质酮）同样依赖 KLF9：饮用含皮质酮的水 6 周后，WT 小鼠脂肪量增加 20%，而 mKlf9KO 小鼠无变化，进一步证实 KLF9 是 GC 致肥胖的共同通路（原文献 Fig.6k-p）。

图6：骨髓样Klf9基因敲除可缓解GC诱导的脂肪堆积

机制总结：GC-KLF9 - 巨噬细胞 - 脂肪细胞的调控链

刺激触发：GC（如 Dex、皮质酮）结合巨噬细胞 GR，激活 Klf9 转录；

复合物形成：KLF9 招募 SIN3A/HDAC 复合物，结合 IL6、Ptgs2 等炎症因子启动子；

炎症抑制：HDAC 降低组蛋白乙酰化，抑制炎症因子表达，巨噬细胞进入 “失活态”；

脂肪细胞效应：炎症因子减少→脂肪细胞 STAT3 激活不足→产热（UCP1/PGC1α）降低、脂质合成（SREBP1/FASN）增加；

肥胖发生：能量消耗减少+ 脂质堆积→GC 诱导的肥胖及代谢紊乱；

而敲除巨噬细胞KLF9 可阻断这一链条，实现 “抗炎不致胖”。

研究意义与局限性

1. 临床转化价值

GC 副作用管理：长期使用 GC 的患者（如哮喘、红斑狼疮）常出现中心性肥胖，靶向巨噬细胞 KLF9 可在保留抗炎效果的同时，减少代谢副作用；

新靶点发现：KLF9 是首个被证实介导 GC 致肥胖的巨噬细胞因子，为开发 “抗炎无胖副作用” 的 GC 衍生物提供靶点；

肥胖分型：库欣综合征（内源性GC 过多）患者可检测巨噬细胞 KLF9 表达，为精准干预提供依据。

2. 局限性

性别差异：仅在雄性小鼠中验证能量消耗，未评估雌性小鼠（临床中女性GC 使用者占比高）；

环境因素：未在热中性环境（30℃）检测能量消耗，可能低估产热变化；

人类临床数据：仅在细胞层面验证，需在GC 治疗患者中检测 KLF9 表达与肥胖的关联。

原文出处：

Zhang, Y., Du, C., Wang, W. et al. Glucocorticoids increase adiposity by stimulating Krüppel-like factor 9 expression in macrophages. Nat Commun 15, 1190 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45477-8