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防止身材走样,这种细胞很关键!《细胞》子刊揭示治疗肥胖的潜在新思路

Image▎药明康德内容团队编辑
脂肪,尤其是白色脂肪的过量堆积肯定不是好事,但如果我们“一视同仁”地看待所有脂肪细胞,那就大错特错了。
我们熟悉的白色脂肪组织包括皮下脂肪和内脏脂肪,而后者根据所覆盖的器官又包括了网膜、肾周、结肠系膜等不同储库。同样是内脏脂肪,当它们分布在不同身体部位时,对健康的影响程度,例如与肥胖相关胰岛素耐受的关联程度都不尽相同。
除了健康影响,脂肪位置改变的还有脂肪的堆积方式。脂肪堆积包含了两种不同的实现途径:生成新的脂肪细胞,或者说脂肪增生(hyperplasia);以及现有脂肪细胞的肥大(hypertrophy)。换句话说,一种是脂肪细胞数量增多,另一种是细胞体积增大。
其中,增生途径可以避免病理性的脂肪重塑,对代谢健康更有利;相反,脂肪肥大则伴随着代谢紊乱。在身体不同部位,脂肪堆积所采取的途径不同,但科学家们对其中机制却知之甚少,这一点显然限制了人们对肥胖等代谢障碍的管理与治疗。
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图片来源:123RF
近期,在一项发表于《细胞-代谢》(Cell Metabolism)的研究中,洛桑联邦理工学院Bart Deplancke教授领导的团队对全身不同部位的脂肪开展了系统研究,并在人类网膜(omentum)脂肪组织中发现了一类全新的细胞,正是这类细胞阻碍了脂肪增生。论文指出,这项新发现不仅帮助我们理解脂肪堆积的内在机制,并且为肥胖管理及靶向治疗提供了理论基础。
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为了破解脂肪组织堆积方式之谜,在这项研究中,作者首先借助单细胞RNA测序技术,对来自人体不同位置脂肪的细胞进行分析,揭示不同位置脂肪组织在脂肪干/祖细胞(ASPC)上的异同之处。
脂肪组织的可塑性由血管基质组分(stromal vascular fraction, SVF)内功能多样的细胞所调控,而SVF中ASPC组成的差异可能是造成可塑性差异的原因之一。
研究首先发现,来自人类皮下、网膜、肾周和结肠系膜的SVF都包含了至少两类主要的ASPC亚群,分别是脂肪干细胞(adipose stem cell, ASC)与前脂肪细胞(pre-adipocyte, PreA)。接下来,另一项更重要的发现是,一类高度表达胰岛素样生长因子结合蛋白2(IGFBP2)的基质细胞只存在于网膜中,而在其他几类脂肪储库里不曾出现。
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▲人网膜脂肪组织(内脏脂肪)切片的显微镜荧光图像(图片来源:参考资料[2];Credit:Radiana Ferrero and Julie Russeil, EPFL)
对于上面提到的网膜,你可能有些陌生。但说起腹部脂肪堆积,或是描述脂肪集中在腹部的“苹果型身材”,相信不少人都深有体会。这种身材的出现,正是与网膜脂肪组织相关。
网膜是连接胃与结肠的腹膜,像围裙一样悬挂在结肠和小肠之前。网膜不仅能储存脂肪,还在免疫调节以及组织再生中发挥作用。之前的研究已经告诉我们,导致网膜脂肪组织堆积的主要方式是脂肪肥大。相反,相比于皮下脂肪,网膜脂肪细胞增生的能力十分有限。
有趣的是,网膜的IGFBP2+基质细胞处在间皮细胞和间充质细胞之间的过渡状态,因此不同细胞状态之间的动态转变,可能正是影响网膜脂肪增生潜力的关键机制。
随后的研究证实了这一点——这些IGFBP2+基质细胞在间皮细胞和间充质细胞状态之间转换,并通过 IGFBP2 分泌抑制 ASPC 的脂肪增生。
进一步的研究发现,IGFBP2是通过整合素信号抑制脂肪生成的。IGFBP2可以识别整合素受体,后者的信号可以阻止脂肪细胞分化。当研究人员在天然不表达IGFBP2的细胞中人工表达这种蛋白,其脂肪增生分化的能力也被削弱了。
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▲研究示意图(图片来源:参考资料[1])
由此,这项研究发现了IGFBP2+细胞影响脂肪增生的至少一部分分子机制。研究人员指出,这一发现对于理解、管理代谢不健康的肥胖具有深远意义。“了解网膜脂肪限制脂肪细胞形成的内在机制,可能会带来调控这一自然过程的新疗法。此外,这项研究为调节特定脂肪库行为的靶向疗法开辟了可能性。”

参考资料:

[1] A human omentum-specific mesothelial-like stromal population inhibits adipogenesis through IGFBP2 secretion, Cell Metabolism (2024). DOI: 10.1016/j.cmet.2024.04.017

[2] New cells could be key to treating obesity. Retrieved May 9, 2024 from https://medicalxpress.com/news/2024-05-cells-key-obesity.html

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