肥胖会导致血液中的胆固醇和甘油三酯水平升高，促使脂质在动脉壁沉积，形成斑块，加速动脉粥样硬化的进展。同时，肥胖还会导致慢性炎症反应，进一步损伤血管内皮，增加心脑血管疾病的风险。脂肪组织在机体代谢和能量平衡中起着至关重要的作用。棕色脂肪组织（Brown adipose tissue, BAT）富含线粒体，能够利用葡萄糖和脂质来产生热量，在维持哺乳动物体温和促进能量消耗方面具有关键意义。因此，通过增加棕色脂肪的活性以促进能量消耗，为肥胖及动脉粥样硬化等相关代谢疾病的治疗提供新思路。
近日，厦门大学生命科学学院李博安教授、郭慧玲副教授，厦门大学附属第一医院李卫华教授，在《Cell Death & Differentiation》期刊上发表了一篇题为“SOX4 facilitates brown fat development and maintenance through EBF2-mediated thermogenic gene program in mice”的研究论文。该研究阐明了SOX4缺失会破坏棕色脂肪的正常发育和产热功能，揭示了SOX4通过EBF2调控棕色脂肪发育和功能的分子机制，为肥胖及动脉粥样硬化等相关代谢疾病的干预和治疗提供了新的潜在策略。厦门大学博士后王帅为该论文的第一作者。
文章中引用近岸蛋白产品：PmeI(Novoprotein,Cat#RE106-U050)，用于腺病毒的包装。
包装的过表达SOX4的腺病毒，能有效回补因SOX4缺失引起的产热基因的下调和脂滴的累积（图1）。在构建腺病毒载体的过程中，Sox4基因的CDS区域被克隆到穿梭载体pAdTrack-CMV中，形成pAdTrack-CMV-Sox4质粒。然后，PmeI（Novoprotein，Cat#RE106）将pAdTrack-CMV-Sox4质粒进行切割，并与一个名为pAdEasy-1的腺病毒骨架质粒共转染入大肠杆菌BJ5183菌株中。重组克隆基于卡那霉素的抗性进行筛选，并通过限制性内切酶分析进行验证。
提取重组质粒后使用Pac I限制酶进行线性化。线性化的重组质粒以包装成腺病毒颗粒转染β-5细胞。
对于腺病毒的纯化，当大约三分之一到一半的细胞脱落时，收集细胞和上清液。收集的样本经过三次冻融循环以释放病毒颗粒。通过PEG8000沉淀来纯化沉淀的病毒颗粒。所得沉淀物进一步通过氯化铯（CsCl）密度梯度离心，在22800g、20°C下离心2.5小时进行纯化。通过穿刺离心管小心收集腺病毒带，并进行过夜透析。测定纯化腺病毒的滴度，并将纯化的腺病毒分装以备将来使用。
为了在Sox4-MKO小鼠的棕色脂肪组织中实现SOX4的过表达，注射携带SOX4的腺病毒被到设计区域内的棕色脂肪组织中，每只小鼠1010pfu。腺病毒每3天注射两次。在第7天，对小鼠实施anlesi，并收集注射区域的棕色脂肪组织进行指定的实验。
图1 过表达SOX4 的腺病毒有效回补因SOX4缺失引起的产热基因的下调
SOX4是转录因子SRY-related high mobility group box（Sox）家族的成员，可以与特定DNA序列结合，重塑染色质结构以促进基因转录，在调控细胞干性、细胞分化，以及神经系统、内分泌胰岛和心脏发育中发挥重要作用，同时也与癌症发生密切相关。该研究进一步发现急性冷刺激能够上调棕色脂肪组织中的SOX4表达。在SOX4敲除的棕色脂肪细胞小鼠中，棕色脂肪组织呈现较野生型小鼠更明显的白化现象，小鼠在急性冷刺激条件下体温下降更为迅速。与正常野生型小鼠相比，遗传性肥胖小鼠（ob/ob小鼠）、高脂饮食诱导的肥胖小鼠以及老龄小鼠的棕色脂肪同样表现出白化现象，且伴随棕色脂肪组织中SOX4表达显著降低，这表明SOX4对于棕色脂肪的发育和功能维持至关重要。
该研究通过RNA-Seq和ChIP-Seq实验揭示，SOX4可以调控Ebf2的转录，进而影响棕色脂肪组织特异性基因和产热基因的表达。分析小鼠胚胎不同发育阶段棕色脂肪组织的单细胞转录组数据，结果显示在小鼠棕色脂肪组织的早期发育过程中，SOX4和EBF2的表达在空间上高度一致，且SOX4的表达高峰略早于EBF2。这表明SOX4通过调控EBF2的表达，对棕色脂肪的早期发育产生影响。
进一步研究发现，冷刺激可以激活cAMP-PKA信号通路，促使SOX4磷酸化，从而进入细胞核，增强其对Ebf2的转录调控。此外，SOX4还与EBF2协同作用，共同激活产热基因表达的转录程序（图2）。
图2. SOX4与EBF2协同作用增强Ebf2和产热基因的表达