肥胖治疗的潜在变化

研究人员发现了一种新型米色脂肪细胞，它有助于能量代谢，并可以通过独特的内部过程产生热量来帮助预防肥胖和代谢疾病。这一发现为体重管理和改善代谢健康提供了潜在的新疗法。

脂肪细胞分为三种类型：白色、棕色和米色。白色脂肪细胞以脂肪的形式储存能量，这对身体至关重要，尽管过量可能会导致健康问题。棕色脂肪细胞在婴儿中尤其活跃。它产生热量，从而维持婴儿的体温。

然而，随着年龄的增长，棕色脂肪组织的数量会减少；成人有少量。然后米色脂肪细胞排在最后。这些细胞也可以产生热量，尽管效率略低于棕色脂肪细胞。米色脂肪细胞也存在于成年人中：它们散布在白色脂肪组织中，特别是在颈部和肩部区域，有助于消耗多余的能量。

现在，一个国际研究小组发现并描述了一种新型米色脂肪细胞，它与已知的脂肪细胞不同。瑞士联邦研究所 Christian Wolfrum 教授团队的博士后研究员 Anand Sharma 表示：“这种新型米色脂肪细胞在人体能量代谢中发挥着重要作用，对代谢疾病和肥胖症具有积极影响。”苏黎世技术博士兼该研究的合著者“这就是为什么了解它的详细工作原理如此重要。”

该研究由苏黎世瑞士联邦理工学院、巴塞尔大学、莱比锡大学医学中心和波士顿丹纳法伯癌症研究所领导。全球众多医院和其他研究机构参与了该项目。

不依赖于已知蛋白质

研究人员已经熟悉的米色脂肪细胞以与棕色脂肪细胞相同的方式产生热量：通过一种名为 UCP1 的蛋白质。这种蛋白质位于线粒体周围的两层膜的内侧，线粒体的结构单元通常被称为细胞的发电厂。作为其正常功能的一部分，线粒体将质子泵入两个膜之间的空间。

质子是带电基本粒子，通常在细胞能量转换过程中发挥重要作用。先前描述的浅棕色脂肪细胞和经典米色脂肪细胞含有 UCP1 蛋白。这种蛋白质在内膜上形成一个非常狭窄的通道，质子通过该通道流回线粒体，从而通过摩擦产生热量。

近年来，科学家发现也存在不含有UCP1蛋白的米色脂肪细胞，它们也会消耗能量，从而产生热量。来自苏黎世瑞士联邦理工学院和参与机构的研究小组现在已经能够精确描述新型米色脂肪细胞的特征，并展示它是如何做到这一点的：通过“西西弗斯机制”。

米色脂肪细胞是将脂肪转化为新脂肪的脂肪细胞。它的工作原理是这样的：细胞中发生的所有生化过程总是产生一定量的热量。新型米色脂肪细胞利用了这一优势，允许各个过程来回移动，看似没有目的。这个过程主要涉及两个转换操作。首先，细胞以最快的速度将脂肪分解为其成分（脂肪酸），然后以相同的速度将它们组装成新的脂肪。在第二种情况下，细胞使用酶将肌酸分子转化为磷酸肌酸（一种相关分子），然后立即将其转化回肌酸。科学家将这些来回称为“荒谬的循环”。它们不会给整体生化预算增加任何东西，但它们确实会消耗能量并产生热量。

预防糖尿病和肥胖

研究小组首先描述了小鼠体内的新型米色脂肪细胞。然后他们检查了人体脂肪组织，并证明这些脂肪细胞也存在于那里。虽然只有不到一半的人拥有先前已知类型的经典米色脂肪细胞，但几乎所有人都拥有新型米色脂肪细胞，尽管数量不同。

正如研究人员所证明的那样，米色脂肪细胞数量较多的人（无论是以前已知的类型还是这种新型类型）都更瘦，并且往往具有更好的代谢健康状况。这使得他们不易患肥胖症和糖尿病等代谢疾病。 “因为米色脂肪细胞将能量转化为热量，所以它们有助于分解多余的脂肪，”Wolfrum 教授小组中的 ETH 博士生、该研究的主要作者 Tong-Tong Wang 解释道。

研究人员还解释了这些新发现未来如何应用于医学。例如，可以将米色脂肪细胞移植到米色脂肪细胞较少且患有代谢疾病或体重问题的人身上。开发激活通常不活跃的米色脂肪细胞的药物也是可能的。此类药物可用于治疗血糖水平高的人或通过手术或其他方式减轻体重的先前超重的人。 “激活米色脂肪细胞可能有助于他们长期保持低体重，”夏尔马说。

参考文献：“单克隆基因转录定义了 UCP1 和非循环脂肪细胞的不同类别”，作者：Tongtong Wang、Anand Kumar Sharma、Chunyan Wu、Claudia Irene Mauchart、Adideep Ghosh、Wu Yang、Patrick Stefanica、Zuzana Kovannikova、Joseph Okrupek 和 Jing Zhang ，Mirtha Arnold、Manuel Kluge、Katharine de Bock、Ulrich Schneider、Cristina Popescu、Bo Cheng、Liangong D、Fen Long、Revati Somukh Dewal、Caroline Moser 和 Christian Wolfrum，2024 年 7 月 30 日， 细胞代谢。
DOI：10.1016/j.cmet.2024.07.005