NOX1 endotelial promovează obezitatea prin disfuncție mitocondrială musculară — Circulation Research 2026

Expert / Raport de caz Nivel 8 — Expert / Raport de caz
©

Autor: 3262 vizite

Titlu originalEndothelial NOX1 Drives Obesity via Skeletal Muscle Mitochondrial Dysfunction
JurnalCirculation research
AutoriHuang K, Huang Y, Zhang Y, Zhang Y, Hatch NW et al.
Data publicării22 mai 2026
ȚaraH.C.)
PMID42021739
DOIhttps://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.124.325490
SpecialitateDiabet, Nutriție și Boli metabolice, Farmacologie clinică, Genetică medicală, Nutriție și dietetică, Recuperare medicală, kinetoterapie, fizioterapie, reabilitare

Prezentare

Cercetători din SUA și China au publicat în Circulation Research în mai 2026 un studiu care demonstrează că NOX1 (NADPH oxidaza 1) endotelial este un mediator cheie al obezității și sindromului metabolic indus de dieta hiperlipidică, prin inducerea disfuncției mitocondriale în mușchiul scheletal. Knockout-ul endotelial specific al NOX1 a prevenit creșterea în greutate, intoleranța la glucoză și rezistența la insulină, fără a afecta aportul alimentar, printr-o îmbunătățire a capacității de efort și a funcției mitocondriale musculare scheletale.

Rezumat

  • NOX1 endotelial, nu NOX2 sau NOX4, este izoforma cheie implicată în obezitatea indusă de dietă hiperlipidică
  • Knockout endotelial specific NOX1 (Cdh5cre-NOX1CKO) previne obezitatea și sindromul metabolic fără a reduce aportul alimentar
  • Mecanism: NOX1 endotelial induce disfuncție mitocondrială în mușchiul scheletal, reducând consumul de energie și capacitatea de efort
  • Knockin endotelial NOX1 (Cdh5cre-NOX1CKI) exacerbează obezitatea și tulburările metabolice
  • Supraactivitatea spontană, capacitatea de efort și funcția mitocondrială musculară scheletală — îmbunătățite în NOX1-CKO

Context

Obezitatea și sindromul metabolic reprezintă epidemii globale cu impact major asupra morbidității și mortalității cardiovasculare. NADPH oxidazele (NOX) sunt enzime producătoare de specii reactive de oxigen (ROS) implicate în stresul oxidativ vascular. Rolul specific al diferitelor izoenzime NOX — NOX1, NOX2, NOX4 — și al tipului celular implicat (endotelial vs. muscular neted vascular) în patogeneza obezității metabolice a rămas neclar.

NOX1 endotelial și obezitatea

Studiul a comparat șoareci knockout global pentru NOX1, NOX2 sau NOX4, knockout endotelial specific (Cdh5cre-NOX1CKO) și knockout muscular neted vascular specific (Myh11cre-NOX1CKO) expuși la dietă hiperlipidică. Knockout-ul global al NOX1 (NOX1-/y), dar nu al NOX2 sau NOX4, a prevenit semnificativ creșterea în greutate, acumularea de masă adipoasă, steatoza hepatică, intoleranța la glucoză, rezistența la insulină și la leptină induse de dieta hiperlipidică.

Remarcabil, knockout-ul endotelial specific al NOX1 (Cdh5cre-NOX1CKO) a reprodus efectele protectoare ale knockout-ului global, în timp ce knockout-ul muscular neted vascular specific (Myh11cre-NOX1CKO) nu a influențat semnificativ fenotipul metabolic. Knockin-ul endotelial specific al NOX1 (Cdh5cre-NOX1CKI) a exacerbat obezitatea și tulburările metabolice. Aportul alimentar nu a diferit între grupuri, indicând că efectele sunt mediate de cheltuiala energetică, nu de reducerea consumului de hrană.

Mecanisme: disfuncție mitocondrială musculară scheletală

Activitatea spontană, capacitatea de efort, consumul mitocondrial de oxigen și producția de ATP, funcția mitocondrială a mușchiului scheletal (producția de ROS și activitatea de umflare mitocondrială) și structura cristelor mitocondriale au fost semnificativ îmbunătățite la șoarecii NOX1-/y sau Cdh5cre-NOX1CKO față de controale. Aceste date sugerează că NOX1 endotelial promovează obezitatea prin inducerea disfuncției mitocondriale în mușchiul scheletal, cu reducerea consecutivă a capacității de efort și a cheltuielii energetice.

Concluzii

NOX1 endotelial este un mediator cheie al obezității induse de dietă hiperlipidică și sindromului metabolic, prin inducerea disfuncției mitocondriale în mușchiul scheletal cu reducerea cheltuielii energetice. Inhibarea selectivă a NOX1 endotelial poate reprezenta o strategie terapeutică promițătoare pentru obezitate și sindromul metabolic.

Detalii studiu

Intervenție
Studiu modele murine transgenice (KO si KI specifice endoteliale) + probe umane - NOX1 endotelial conduce obezitatea prin disfunctia mitocondriana a musculaturii scheletale si reducerea cheltuielii energetice
Endpoint primar
Obezitatea, disfunctia metabolica si functia mitocondriana scheletica la NOX1 KO endotelial vs. KI vs. WT sub dieta bogata in grasimi
Efect principal
NOX1 endotelial KO: obezitate atenuata semnificativ; KI: tulburari metabolice agravate; mecanismul principal: disfunctia mitocondriana musculara si reducerea cheltuielii energetice

Abstract (original)

BACKGROUND: Presently, we investigated hypothesized roles and mechanisms of cell type-specific, selective activation of different vascular NOX (NADPH oxidase) isoforms in obesity and metabolic syndrome.

METHODS: Wild-type, NOX1/2/4 global knockout mice, endothelial/VSMC-specific NOX1 knockout mice, or vascular endothelial-speicifc NOX1 knockin mice were exposed to high-fat diet feeding prior to phenotypical analyses of obesity and metabolic syndrome, as well as of exercise capacity, skeletal muscle mitochondrial function, and novel genetic signatures.

RESULTS: Expression of NOX1 was significantly upregulated in wild-type mice fed a high-fat diet. Global knockout of NOX1 (NOX1-/y), rather than of NOX2/NOX4, markedly abrogated high-fat feeding-induced body weight/fat mass gain, preadipocyte differentiation, fatty liver, glucose intolerance, and insulin/leptin resistance. Intriguingly, endothelial-specific NOX1 knockout (Cdh5cre [cadherin 5 (vascular endothelial cadherin) promoter-driven Cre recombinase (endothelial-specific Cre expression)]-NOX1CKO), rather than vascular smooth muscle-specific NOX1 knockout (Myh11cre [myosin heavy chain 11 promoter-driven Cre recombinase (smooth muscle-specific Cre expression)]-NOX1CKO), substantially alleviated obesity and metabolic syndrome. Consistently, endothelial-specific NOX1 knockin mice (Cdh5cre-NOX1CKI) fed a high-fat diet displayed exaggerated metabolic disorders. Endothelial cell-specific knockout/knockin of NOX1 was confirmed using endothelial cell washout experiments. Food/water intakes were not different from corresponding controls in high-fat fed NOX1-/y, Cdh5cre-NOX1CKO, or Cdh5cre-NOX1CKI mice, indicating no difference in energy intake. Instead, spontaneous activity, exercise capacity, mitochondrial oxygen consumption/ATP production, skeletal muscle mitochondrial function (ROS production and swelling activity), and mitochondrial cristae structure were all substantially improved in NOX1-/y or Cdh5cre-NOX1CKO mice, indicating augmented energy expenditure attributed to preserved skeletal muscle mitochondrial function. Supportively, Cdh5cre-NOX1CKI mice displayed deteriorated exercise capacity and skeletal muscle mitochondrial dysfunction. Endothelium-dependent vasorelaxation was restored in high-fat fed NOX1-/y or Cdh5cre-NOX1CKO mice, confirming improved endothelial function. RNA-sequencing identified 4 genes (Cntnap4 [contactin-associated protein-like 4], Sgsm1, Tll2, and Syt9) and 7 genes (Odf3l2, Col9a1 [collagen type IX alpha 1 chain], Cldn23, Atp5g2, Nkx6-3, Ntsr2, and Zfp69) significantly downregulated/upregulated in high-fat fed Cdh5cre-NOX1CKO mice, among which Cntnap4 and Col9a1 linked to muscular disorders. Importantly, we observed marked upregulation of NOX1 in isolated coronary arteries from human patients with obesity.

CONCLUSIONS: Taken together, our data for the first time establish a novel and paradigm-shifting concept that endothelial NOX1 drives systematic metabolic phenotypes, via impairment in skeletal muscle mitochondrial dysfunction with novel genetic signatures. Tissue-specific targeting of endothelial NOX1 and novel candidate genes may prove to be robustly effective in treating obesity and metabolic syndrome.

Concluzii

Taken together, our data for the first time establish a novel and paradigm-shifting concept that endothelial NOX1 drives systematic metabolic phenotypes, via impairment in skeletal muscle mitochondrial dysfunction with novel genetic signatures. Tissue-specific targeting of endothelial NOX1 and novel candidate genes may prove to be robustly effective in treating obesity and metabolic syndrome.

Referințe

Endothelial NOX1 Drives Obesity via Skeletal Muscle Mitochondrial Dysfunction https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.124.325490 Sursă imagine: https://pixabay.com/photos/weighing-scale-overweight-weight-7053082/ (foto: Joa70 / Pixabay)
Programari cabinete medicale, clinici Alege-ți medicul și fă o programare!
Peste 13000 de cabinete medicale își prezintă serviciile pe ROmedic.