谈脂色变?脂肪细胞觉着很委屈

在这个流行以瘦为美,全民瘦身的年代,几乎人人都谈脂色变,恨不得瘦成一道闪电。那么我们的脂肪细胞就真的那么一无是处,完全是累赘么?

 

其实不然,几千年以来,人类总是以丰满为美。无论是西方古典油画还是唐代的仕女图,画中的女性几乎全是丰满的。因为在古代,丰满意味着营养充足,进而联系到生育能力强。那些善良可爱的小肥肉其实有些我们意想不到的作用。下面我们一起来看看:

 

一.脂肪细胞会帮助伤口愈合

 

脂肪细胞居然会主动聚集到伤口处,帮助隔离外部环境、协助巨噬细胞清理细胞碎片、局部释放抗菌肽,整个儿一个愈伤全能小助手啊!这项研究来自英国布里斯托尔大学,成果发表在顶级期刊《细胞》的子刊《发育细胞》上。

 

脂肪细胞

 

受伤之后白细胞马上就聚集到伤口附近了,接着又来了一支应急部队,你看,伤口形成之后,大腹便便的脂肪细胞(绿)就会异常灵活地赶往伤口,用自己健壮的身躯堵住缺损的上皮细胞(红),等到伤口愈合才离开。来到伤口之后,它生怕自己柔软的身躯不能堵住所有的缝隙,还要伸出小爪爪牢牢地封住伤口,阻拦外面的坏细菌。科学家测量的数据,这些爪爪留下的空隙不足20nm,一个细菌也别想过去,真是一夫当关万夫莫开了!

 

把住门儿还不够,伤口周围也会留下那些破损细胞的碎片呀。于是脂肪细胞就挤啊挤啊,把碎片都挤到边缘去,方便巨噬细胞打扫。不过脂肪细胞毕竟长得胖,比血细胞来得慢一些,万一有细菌趁这个机会溜进伤口怎么办呢?不怕!脂肪细胞还会应时应景地释放出抗菌肽,抵抗那些跑得快的捣蛋鬼!要说这脂肪细胞啊,真是干大事的人从不声张。它承担着各种骂名,其实背后也做了很多的好事啊。

 

二.帮助免疫细胞更有效地抵抗感染

 

脂肪是某一类免疫细胞的重要储存场所,它还可能会帮助免疫细胞更有效地抵抗感染。美国国立卫生研究院(US National Institutes of Health)Yasmine Belkaid带领的团队发现,小鼠的脂肪中贮存着大量记忆T细胞。人们在对某一抗原产生特异性识别及应答的同时,会记住该抗原,当再次遭遇同一抗原时,记忆T细胞则会将记忆中的杀毒方法再次调动出来,发生快速和强烈的免疫应答。这一功能可以防止同一疾病的再次发生或减轻疾病的严重程度。

 

研究人员用寄生虫或细菌感染小鼠。他们发现,记忆T细胞在小鼠的体脂里密集成群。虽然其他器官中也有记忆T细胞,但是体脂中的记忆T细胞是增殖分化最快的。用同样的寄生虫/细菌再次感染小鼠,脂肪中的记忆T细胞的感应速度最快。Belkaid的团队在猴子身上也发现了类似的现象。猴子的体脂中也含有大量的记忆T细胞,并且这些T细胞比其他组织里的T细胞更为活跃。

 

在接下来的实验中,Belkaid等人从被病菌感染的小鼠体内提取了部分脂肪组织,将其植入健康的、未被该病菌感染过的小鼠。这些小鼠接触到病菌时,即使从未被感染过,免疫机制也迅速响应,使其免受感染。这说明,脂肪组织在一定程度上能够提高动物的免疫力。为什么偏偏脂肪组织中的记忆T细胞如此活跃呢?Belkaid认为,T细胞增殖分化需要大量的营养物质,而脂肪组织能够就近为T细胞提供源源不断的能量。

 

不过,Belkaid也补充说,脂肪组织也不是越多越好。过多的脂肪反而会引起炎症反应。Belkaid的下一步工作是研究脂肪组织具体是如何增强免疫细胞的活力的,这样便可以解释为何脂肪组织里的T细胞在免疫感应阶段最为活跃。

 

是不是有点被这些可爱的小肥肉感动了,还有更腻害的呢,不信我们接着看:

 

三.新型“燃糖”脂肪细胞或有助于治疗肥胖和糖尿病

 

2009年,棕色脂肪在成人体内的存在和功能得到证实,让全世界的胖子和研究肥胖的科学家陷入狂热:可以燃烧脂质,对肥胖、2型糖尿病等代谢疾病的治疗意义非凡。从此,研究人员开始研究脂肪细胞的谱系和其他亚型,惊喜层出不穷。

 

2018年,新型“燃糖”脂肪细胞的发现,让人耳目一新!这种分化自肌肉前体细胞的米色脂肪细胞,一反之前棕色和米色脂肪燃烧脂质的常态,在受到寒冷刺激之后表现出了极其优越的代谢葡萄糖的能力。减肥,治疗2型糖尿病!传统米色脂肪和棕色脂肪很难做到的,在这种新的米色脂肪发现之后,似乎更加容易实现。

 

这项研究来自UCSF糖尿病中心的 Shingo Kajimura博士及其研究团队,他们发现,在特定条件下,小鼠肌细胞前体细胞会变成高效燃烧葡萄糖的米色脂肪细胞,不仅为机体产热,还能够调节体内的葡萄糖代谢。通过激活这种新的米色脂肪细胞来调节体内代谢,可以避免以往激活米色脂肪时产生的副作用,意义十分重大,研究成果发表在顶级期刊《自然》上。

 

虽然能够燃烧脂质的棕色脂肪和米色脂肪早就已经被科学家发现了,但是在利用它们治疗肥胖的道路上却困难重重:棕色脂肪在成人体内含量很少;刺激米色脂肪的生成需要β-肾上腺激素受体激动剂,但是β-肾上腺激素受体在人体内的分布实在是太广泛了,激动剂的使用会增加心血管疾病的风险。

 

白色脂肪

 

野生型小鼠受到冷刺激后,白色脂肪组织中的前体通过β-肾上腺激素的激活分化为米色脂肪细胞,燃烧脂质和糖类,产生能量,维持体温。

 

在之前的研究中,为了避开肾上腺素激活米色脂肪的通路,研究人员曾经构建了缺乏β-肾上腺激素受体的小鼠模型(β-AR),在经过冷刺激后,发现小鼠依然可以生成米色脂肪细胞。这种米色脂肪细胞无论是从分子特征上还是从基因表达上,都和我们已知的传统脂肪细胞不太一样:与普通的米色脂肪细胞相比,它有关糖酵解的基因的表达更多,葡萄糖氧化水平明显高于传统的米色脂肪细胞,显然,这种新发现的米色脂肪细胞能够促进葡萄糖代谢,研究人员称其为糖酵解米色脂肪(g-beige fat)。

 

米色脂肪

 

在β-肾上腺激素受体被阻滞的小鼠中,寒冷条件下,小鼠会产生糖酵解米色脂肪,主要燃烧葡萄糖。

 

研究人员构建了糖酵解米色脂肪缺乏的小鼠模型,对小鼠进行了β-肾上腺激素受体阻滞剂预处理,将小鼠暴露在10℃的寒冷环境中。阻滞剂预处理过的野生型小鼠可以在4小时之内维持自己的体温,但是缺陷型小鼠很快就出现“体温过低警告”。并且,缺陷型小鼠还表现出了葡萄糖不耐受的症状。这表明,糖酵解米色脂肪可以在肾上腺激素信号通路受抑制的时候,诱导生热并且维持系统的葡萄糖稳态。

 

可以维持葡萄糖稳态的脂肪细胞,Shingo Kajimura博士表示:很新鲜,有兴趣,想要研究一下这种新发现的脂肪细胞的“家族渊源”。研究人员发现,糖酵解米色脂肪细胞中表达了一种参与肌细胞分化的重要转录因子,这表明糖酵解米色脂肪细胞很可能是由肌细胞前体肌细胞分化而来的。Shingo Kajimura博士感到有点意外,据他所知,这个谱系的肌细胞前体,可不会产生米色脂肪。

 

为了探究肌细胞前体细胞和米色脂肪到底具不具备“亲缘关系”,研究人员用绿色荧光标记了转录因子,并用β-肾上腺素受体阻滞剂对小鼠进行了预处理。冷刺激之后,研究人员果然发现了带着荧光标记的一组米色脂肪细胞,这些细胞大量表达UCP1,这可是产热细胞的标志性表现。这就说明,这种新的米色脂肪细胞还真是由肌细胞前体细胞分化成的。

 

有了祖细胞,下一步当然就是寻找调控细胞分化的关键转录因子。通过分析糖酵解米色脂肪细胞分化的转录组数据,研究人员发现,当GA结合蛋白转录因子α(GABPα)过表达时,可以观察到糖酵解米色脂肪细胞数量明显增多。所以,GABPα就是调控糖酵解米色脂肪细胞生成的关键转录因子。

 

 

三种转录因子中,GABPα明显提高了被荧光标记的糖酵解米色脂肪细胞的生成。

 

GABPα的过表达不仅可以诱导生成更多的糖酵解米色脂肪细胞,也促进了机体的产热。锌指蛋白转录因子16(PRDM16)是激活棕色脂肪细胞的关键。在米色脂肪细胞被发现之前,棕色脂肪一直被认为是机体产热的“大哥大”,但是这次却在糖酵解米色脂肪面前丢了面子。GABPα过表达的脂肪细胞与PRDM16过表达的脂肪细胞相比,产热相关基因表达水平称得上一骑绝尘,Ucp1水平提高64.7倍,Pgc1a水平提高10.4倍!如果沉默GABPα,那么糖酵解米色脂肪细胞的生成就会严重受损,Ucp1等产热基因的表达水平下降,而肌源性基因表达升高——肌细胞前体细胞分化成肌细胞了。而敲除小鼠的GABPα相关基因,也可以观察到类似现象。

 

总之,“吃糖”细胞的发现让人兴奋不已!研究充分说明了组成成熟脂肪的细胞类型可能远比我们想象的要多,存在白色、棕色、米色脂肪细胞等多种亚型。这些不同的细胞类型很可能在调节全身新陈代谢方面具有不同的作用。

 

并且,脂肪细胞的功能并不仅限于储能和产热,棕色脂肪细胞可以分泌特定的信号分子,与其他组织进行信息交换。或许,糖酵解米色脂肪细胞可以分泌类似的信号分子,在体内起到更多意想不到的作用。

 

其次,糖酵解米色脂肪细胞的发现,代表了一个全新的诱导产热途径浮出水面,这极有可能是治疗2型糖尿病的关键因素。如果糖酵解米色脂肪细胞也存在于人体中,就意味着一种全新的激活脂肪细胞产热的方法即将诞生了!当然,为了能成功激活这条新的产热途径,还需要科学家们更深入的研究,找到诱导糖酵解米色细胞的关键受体。

 

所以,小伙伴们对于脂肪细胞不要再谈脂色变了,稍微有一点还是可以接受的,别太多就行。

 

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