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Nature新闻:非棕非白

日期:2012-08-17 08:25:01

顶级期刊Nature杂志不仅以其聚集发表众多科学成果而闻名,而且另外一个方面,其庞大的编辑群和专家群也令这份期刊在择选重大成果,研究热点方面颇具眼光,每期杂志,无论是在线版还是出版的纸媒,Nature杂志以news形式公布的各大期刊研究热点,值得关注。

 

在人类和其它哺乳动物中,脂肪主要存储在白色脂肪细胞中,而棕色脂肪细胞则主要用于燃烧脂肪,产生能量。那么除了这两种细胞,是否还有其它种类的脂肪细胞呢?近期一组研究人员就提出令人信服的证据,指出白色脂肪之间存在一种独特的类似棕色脂肪细胞,又不是棕色脂肪细胞的脂肪细胞。

 

关于棕色脂肪细胞的研究发展迅速,不久之前,研究人员还一直认为棕色脂肪细胞仅仅是修饰过的白色脂肪细胞,不过现在我们知道这种能产生热量,消耗食物的棕色脂肪细胞实际上和肌肉相类似。肌肉细胞和棕色脂肪细胞都具有多个线粒体——这常常被称为细胞的动力工程,这两种细胞能燃烧食物,释放大量的能量。

 

肌肉细胞利用这种能量产生ATP分子,支持肌肉收缩,相反棕色脂肪细胞则直接以热量来释放能量,这是哺乳动物独一无二具有的能力,通过线粒体蛋白UCP1uncoupling protein 1)的发展而获得的。UCP1缺失不仅会导致热量难以产生,而且也会增加肥胖的机会,这在小鼠实验中得到了证实。

 

而且更重要的是,虽然之前的研究认为人类活性棕色脂肪细胞只存在于婴儿体内,之后逐渐失去,但是现在科学家们知道成人体内也有活性棕色脂肪细胞组织,而这种组织的缺失也与肥胖有关。

 

当动物长期处于寒冷的环境,棕色脂肪产热的能力就会成倍增强,因为组织中UCP1的总量在增多,而且某些白色脂肪聚集处会出现颜色上的转变:从发白变成棕色。这种“棕化”过程伴随着UCP1基因的大量表达,相对于非常低的起点。不同类型的基因操控会引起一个相似的棕化过程。

 

早期当研究人员认为棕色脂肪细胞仅仅是某种经修饰后的白色脂肪细胞的上海,棕化现象似乎可以理解。但是由于现在认识到,棕色脂肪细胞与肌肉更相近,并不属于白色脂肪细胞,那么白色脂肪中棕化(褐变)后,表达UCP1的细胞就不可能是典型的棕色脂肪细胞。

 

事实上,之前的研究就指出白色脂肪中可能存在一种亚群,这种亚群能表达UCP1,因此变成棕色。

 

为了探索这一问题——这个亚群是否真实存在,这一组研究人员从小鼠皮下白色脂肪组织中分离出了祖细胞,并让这些细胞脱离了分化特性,因此这些细胞具有无限的增殖能力,能产生稳定的细胞系。在上百个这样的细胞系中,有大约30%能诱导堆积成脂肪。

 

之后研究人员分析了这些细胞系的基因表达谱,结果发现大约三分之一的细胞系具有与棕色脂肪细胞相似,但又不完全相同的表达谱,而其余的细胞系则具有完全不同的,统一基因表达模式。

 

因此他们指出,白色脂肪组织包含两种细胞类型,一种是能生成真正的白色脂肪细胞的祖细胞,还有一种是能产生不同类型脂肪细胞的祖细胞亚群,这些细胞一旦受到合适的刺激,就能表达出UCP1,从而产生热量。