了解脂肪组织的形成和功能对于解决肥胖和相关代谢疾病至关重要。然而,脂肪组织或体脂根据其在体内的位置不同而有不同的表现。
以大网膜为例:大网膜是一块巨大的围裙状脂肪组织,悬挂在胃部,覆盖腹膜内的器官,如胃和肠。它不仅储存脂肪,还在免疫调节和组织再生中发挥作用。
网膜脂肪组织与“苹果”体形有关,当这种脂肪库显著扩张时,就会出现这种体形,从而增加患代谢疾病的风险。这种扩张不是由于新脂肪细胞的形成(这一过程称为脂肪生成),而主要是通过现有细胞的增大(这一过程称为肥大)。这可能导致慢性炎症和胰岛素抵抗。
尽管热量过剩,网膜脂肪形成新脂肪细胞的能力有限,这与皮下脂肪形成鲜明对比,目前仍知之甚少。现在,由 EPFL 的 Bart Deplancke 教授领导的科学家已经确定了人类网膜脂肪组织中阻碍脂肪生成的细胞群。这一发现发表在《细胞代谢》上,为网膜脂肪进行脂肪生成的有限能力提供了一个新的视角,对肥胖管理具有重要意义。
研究人员利用先进的单细胞 RNA 测序技术分析了来自各种人体脂肪库的细胞,分离出不同的细胞亚群并测试它们转化为新脂肪细胞的能力。这项研究得到了包括 CHUV 在内的多家医疗机构的支持,涉及 30 多名人类捐赠者,对不同脂肪位置进行了详细比较。
该方法确定了网膜脂肪组织中存在的一组细胞,这很可能是解释其不寻常特性的关键。这些细胞被称为间皮细胞,通常作为保护层覆盖在某些内部体腔内。
在这些间皮细胞中,有些细胞奇怪地转变为更接近间充质细胞的细胞,这些细胞可以发育成多种细胞类型,包括脂肪细胞。细胞状态之间的这种动态转变可能是这些细胞对网膜脂肪组织的脂肪形成潜力发挥影响的关键机制。
研究发现,这些细胞的间充质样特性与增强的调节微环境的能力有关,为限制脂肪组织扩张提供了调节机制。通过在这两种状态之间切换,这些细胞可能能够影响网膜脂肪库的整体代谢行为及其积累脂肪的能力,而不会引发代谢并发症。
“重要的是,我们还发现了这种新的网膜细胞群影响脂肪生成的至少部分分子机制,”该研究的主要作者之一 Radiana Ferrero (EPFL) 说道。“具体来说,这些细胞表达高水平的胰岛素样生长因子结合蛋白 2 [IGFBP2],这是一种已知可抑制脂肪生成的蛋白质,并在细胞的微环境中分泌这种蛋白质。这反过来又会影响附近脂肪干细胞和祖细胞上的特定受体,从而有效阻止它们发育成成熟的脂肪细胞。”
“这些发现对于理解和潜在控制代谢不健康的肥胖具有深远意义,”该研究的另一位首席研究员 Pernille Rainer (EPFL) 解释道。“了解网膜脂肪具有限制脂肪细胞形成的内在机制,可以带来调节这一自然过程的新疗法。此外,这项研究为靶向疗法开辟了可能性,可以调节特定脂肪库的行为。