胖,可能是因?yàn)榫奘杉?xì)胞把燃脂信號都「吃」了!| 科學(xué)大發(fā)現(xiàn)
10月20日
肥胖患者的脂肪代謝障礙是由自身SAM的數(shù)量與活性增強(qiáng),使去甲腎上腺素分泌減少導(dǎo)致的。同時,由于抑制SAM吞噬去甲腎上腺素的功能具有良好的減肥效果。這也意味著SAM是日后減肥治療藥物研發(fā)的重要靶點(diǎn)。
真的不是奇點(diǎn)君針對各位胖子們!
只是目前全球肥胖問題的確太嚴(yán)重了,所以才會有這么多的科學(xué)家致力于肥胖的研究。
首先簡單的了解一下去甲腎上腺素(NE),這是哺乳動物交感神經(jīng)分泌的一種常見的神經(jīng)遞質(zhì),交感神經(jīng)可以通過分泌這一神經(jīng)遞質(zhì)來促進(jìn)脂肪的分解以及白色脂肪組織像棕色脂肪組織的轉(zhuǎn)化(1)。
機(jī)體交感神經(jīng)(紅色)激活通過釋放去甲腎上腺素促進(jìn)脂肪分解(黃色)
近日,來自葡萄牙Gulbenkian de Ciência研究所的Ana I Domingos博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì),首次在小鼠以及人類的交感神經(jīng)周圍發(fā)現(xiàn)了一類新的巨噬細(xì)胞,交感神經(jīng)相關(guān)巨噬細(xì)胞(SAM)。這種細(xì)胞可以特異性將交感神經(jīng)分泌的用于促進(jìn)脂肪代謝的去甲腎上腺素“吃掉”,從而誘發(fā)機(jī)體脂肪代謝障礙與肥胖。同時,Domingos博士通過抑制SAM吞噬去甲腎上腺素,成功地使小鼠的體重在兩周時間里減少30%,而且不會反彈。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然醫(yī)學(xué)》雜志上(2)。
Domingos博士
肥胖與巨噬細(xì)胞的關(guān)系其實(shí)相當(dāng)密切。
早在2003年,就有學(xué)者發(fā)現(xiàn),脂肪組織中的巨噬細(xì)胞可以通過誘導(dǎo)慢性炎癥促進(jìn)肥胖的發(fā)生(3)。而2015年的時候,Domingos博士發(fā)現(xiàn),正常情況下,機(jī)體內(nèi)的瘦素會刺激交感神經(jīng)分泌去甲腎上腺素來促進(jìn)脂肪的分解,而肥胖患者出現(xiàn)的脂肪代謝障礙主要是由于這一機(jī)制被打破了(1)。同時,Domingos博士認(rèn)為,這一機(jī)制的打破很有可能也是巨噬細(xì)胞在搗亂。然而,當(dāng)時他們并沒有弄清楚巨噬細(xì)胞如何影響去甲腎上腺素對脂肪代謝的調(diào)節(jié)。
但是這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了其他眾多肥胖研究者們極大的興趣。隨后,他們便對脂肪組織中的巨噬細(xì)胞(ATM)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,試圖弄清楚其中的聯(lián)系,但最終卻都以失敗告終(4,5)。直到現(xiàn)在,Domingos博士發(fā)現(xiàn),原來一直以來他們都搞錯了研究對象。
在通過雙光子共聚焦顯微鏡對小鼠ATM進(jìn)行觀察的過程中,Domingos博士意外的發(fā)現(xiàn),相比于吞噬活性較低的脂肪組織相關(guān)巨噬細(xì)胞(ATM),在與脂肪組織相連的交感神經(jīng)周圍存在著一種被顯著活化的巨噬細(xì)胞,交感神經(jīng)相關(guān)巨噬細(xì)胞(SAM)。SAM顯示出了強(qiáng)烈的吞噬活性以及豐富的偽足。這意味著,與去甲腎上腺素相關(guān)的脂肪代謝障礙很有可能與這種巨噬細(xì)胞密切相關(guān)。
顯微鏡下的脂肪組織(藍(lán)色)交感神經(jīng)(紅色)以及交感神經(jīng)相關(guān)巨噬細(xì)胞(綠色)
通過對SAM進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析,Domingos博士發(fā)現(xiàn),這是一類全新的巨噬細(xì)胞。這類細(xì)胞主要表達(dá)與突觸信號傳遞、細(xì)胞粘附以及神經(jīng)元發(fā)育有關(guān)的基因。而且最重要的是,Domingos博士發(fā)現(xiàn),SAM表面存在著一種其他所有巨噬細(xì)胞都沒有的受體,SLC6A2的受體。這種受體的存在,使SAM可以特異性的與去甲腎上腺素結(jié)合,將去甲腎上腺素“吃掉”,隨后通過細(xì)胞內(nèi)的單胺氧化酶將去甲腎上腺素降解掉。
不僅如此,在實(shí)驗(yàn)過程中Domingos博士還證明了,與正常小鼠相比,肥胖小鼠體內(nèi)交感神經(jīng)周圍的SAM數(shù)量以及活性顯著增加。這意味著,肥胖小鼠的脂肪分解障礙,的確是由于SAM的大量募集導(dǎo)致交感神經(jīng)分泌的去甲腎上腺素被大量吞噬降解導(dǎo)致的。
那么我們?nèi)绻种菩∈蟮腟AM吞噬去甲腎上腺素,是不是可以促進(jìn)脂肪代謝逆轉(zhuǎn)肥胖呢?
通過敲除小鼠體內(nèi)的SLC6A2基因,Domingos博士發(fā)現(xiàn),在正常飲食的情況下飼養(yǎng)肥胖小鼠,使小鼠的體重在2周內(nèi)降低了30%,同時在隨后的16周內(nèi),就算給予小鼠不限量的食物,小鼠的體重也不會反彈。表明,針對SAM是一種非常有效的減肥方案。
此外,通過對從9位志愿者進(jìn)行組織活檢,Domingos博士還證明了,在人體交感神經(jīng)周圍同樣存在著大量表達(dá)SLC6A2受體的SAM。這意味著,SAM降解去甲腎上腺素導(dǎo)致脂肪代謝障礙的分子機(jī)制同樣存在于人體內(nèi)。
總的來說,Domingos博士的研究表明,肥胖患者的脂肪代謝障礙是由自身SAM的數(shù)量與活性增強(qiáng),使去甲腎上腺素分泌減少導(dǎo)致的。同時,由于抑制SAM吞噬去甲腎上腺素的功能具有良好的減肥效果。這也意味著SAM是日后減肥治療藥物研發(fā)的重要靶點(diǎn)。
除此外,Domingos博士還提出了一個有趣的假說。Domingos博士認(rèn)為,SAM的問題,很有可能是人類對進(jìn)化過程的不適應(yīng)。因?yàn)樵谝郧埃捎谏a(chǎn)水平落后,很長一段時間里,人類食物的攝入往往都不足,此時SAM的出現(xiàn)可以幫助我們減少脂肪消耗,維持正常的機(jī)體脂肪代謝功能。而在當(dāng)今社會,由于生產(chǎn)水平的大幅進(jìn)展,我們所攝入的營養(yǎng)物質(zhì)早已超過機(jī)體所必須的能量,而此時,SAM反而阻礙了正常的機(jī)體代謝。
參考資料:
1.Zeng W, Pirzgalska R M, Pereira M M A, et al. Sympathetic neuro-adipose connections mediate leptin-driven lipolysis[J]. Cell, 2015, 163(1): 84-94.
2.http://www.nature.com/nm/journal/vaop/ncurrent/full/nm.4422.html?foxtrotcallback=true
3.Xu H, Barnes G T, Yang Q, et al. Chronic inflammation in fat plays a crucial role in the development of obesity-related insulin resistance[J]. Journal of clinical investigation, 2003, 112(12): 1821.
4.Fischer K, Ruiz H H, Jhun K, et al. Alternatively activated macrophages do not synthesize catecholamines or contribute to adipose tissue adaptive thermogenesis[J]. Nature medicine, 2017, 23(5): 623-630.
5.Spadaro O, Camell C D, Bosurgi L, et al. IGF1 Shapes Macrophage Activation in Response to Immunometabolic Challenge[J]. Cell Reports, 2017, 19(2): 225-234.
圖片來源:123RF圖庫