肥胖是一种全身性病理生理状态，与胰岛素抵抗和慢性低度炎症的发生密切相关。肥胖者体内的脂质储存和通量发生了改变，从而引起脂肪组织的异常免疫反应。对小鼠的研究表明，与肥胖相关的脂肪组织代谢炎症会促进全身代谢失调，高血糖反过来又会诱导促炎因子的产生并导致氧化损伤。炎症和代谢综合征都是复杂的生理过程，涉及代谢器官和局部免疫细胞之间的交叉对话。许多分泌因子，包括脂质、激素、肝素和其他小分子，都参与了器官间的交流，对脂肪组织、肌肉、肠道、免疫系统和中枢神经系统产生不同程度的影响。代谢综合征与这些器官间通讯线路的失调密切相关，目前迫切需要开发针对这些失调的治疗方法。

随着生物技术的进步，人们阐明了维持体内平衡的新途径和既有途径的新作用，并确定了这些途径中的分泌因子。但是，要想有效治疗与胰岛素敏感化相关的疾病仍然存在巨大的障碍，需要研发针对肥胖相关的胰岛素抵抗和炎症采取有效的治疗方法，以克服个体病理生理差异。

作者通过使用饮食诱导的肥胖模型，证明了不饱和脂质修饰的六钒酸（ULPOVs）能有效抑制饮食诱导的肥胖，对肥胖相关的小鼠胰岛素抵抗和炎症具有保护作用。结合了钒本身的胰岛素增敏作用和不饱和脂质对健康的增益效果，ULPOVs在减轻小鼠体重和改善葡萄糖稳态方面的效果更为显著。此外，ULPOVs治疗还能降低肥胖AD过敏模型中异常的T_H17细胞因子水平，并将异常的T_H17炎症反应导向T_H2免疫反应。ULPOVs通过增强PPARγ的表达和抑制损伤性的T_H17信号传导，缓解了患有特应性疾病的肥胖小鼠的炎性症状，产生了有益的影响。结果表明，用ULPOVs经口喂养高脂饮食的小鼠可以诱导其体重减轻，改善血糖控制并且减少肥胖相关炎症，说明脂质修饰的亚纳米多钒酸杂化分子团簇是一种有效的预防肥胖和肥胖相关疾病的治疗方法。

图1(a) ULPOVs阴离子簇的合成和结构。(b)ULPOVs减轻肥胖和缓解肥胖相关疾病的示意图。

图2(a)高脂饮食（HFD）和正常饮食（NCD）喂养的小鼠连续51天的体重变化。(b)ULPOVs能够有效减轻肥胖，使得HFD持续喂养的肥胖小鼠，在51天后其体重降低到接近NCD小鼠的体重水平。(c)连续给与ULPOVs后，肥胖小鼠体内腹股沟白色脂肪组织和皮下脂肪组织的质量都明显缩减。

图3用ULPOVs连续给与HFD喂养的肥胖小鼠7周后，(a)空腹葡萄糖耐量试验（GTT），(b)GTT试验的曲线下面积（AUC），(c)GTT试验期间血清胰岛素波动，(d)GTT试验血清胰岛素浓度曲线下面积（AUC）。

图4(a)肥胖小鼠接受ULPOVs治疗7周后耳部病变组织中PPARγ基因表达量对比。(b)肥胖和特应性皮炎（AD）动物模型的建立时间表。(c)给药最后一天肥胖小鼠右耳的过敏皮肤恢复情况。(d)高脂饮食（HFD）或正常饮食（NCD）喂养7周后小鼠的总体重变化。(e)AD过敏症状发展进程中小鼠右耳厚度的变化。(f)用H&E染色小鼠右耳的代表性组织学图像。黑色箭头表示炎症细胞浸润（比例尺：100 μm）。

图5肥胖小鼠接受ULPOVs治疗第20天和第51天，小鼠右耳中产生炎性细胞因子活性的CD4⁺ T细胞总数：IL-4 (a)、IL-13 (b)、IL-17A (c)和IL-17F (d)。

课题组研究方向：研究多肽、蛋白质等生物大分子可控修饰多酸的方法，搭建高效的具有在线检测功能的反应装置，进行精确、即时的反应控制，合成具有生物活性的生物大分子-多酸杂化材料，并分别研究杂化材料在溶液和固相条件下的自组装行为和自组装规律，及其在蛋白质分离和提纯、细胞培养和分离、药物运输和组织工程等方面的应用。

Chen K, Liu S, Wei Y. Sub-nanosized vanadate hybrid clusters maintain glucose homeostasis and restore treatment response in inflammatory disease in obese mice. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.1007/s12274-023-6366-7.