全球约有16%的成年人(2.5亿人)肥胖,3700万五岁以下儿童超重;这两种情况的发生率自1990年以来已经翻了一番多。根据世界卫生组织的数据,估计64%的以色列人超重或肥胖。世卫组织将超重定义为身体质量指数(BMI)大于或等于25,肥胖定义为BMI大于或等于30。
一度被认为是发达国家的问题,超重和肥胖也在中等收入和贫困国家中上升,包括非洲和亚洲的一些国家。
现在,由内盖夫本-古里安大学(BGU)贝尔谢巴分校科学家领导的一项新的国际研究,对人类体内各种组织中的脂肪细胞群体进行了表征。利用创新技术,研究人员首次识别出独特的脂肪细胞亚群,其预测功能比以前已知的更为复杂,并且甚至在人类脂肪组织的细胞间通讯中发现了差异。
研究人员研究了人体皮下和腹内(内脏)脂肪组织中的脂肪细胞多样性。他们的发现为进一步研究以促进肥胖的个性化治疗奠定了基础。
这项研究刚刚发表在《自然遗传学》杂志上,研究团队由BGU健康科学学院临床生物化学和药理学系的Esti Yeger-Lotem教授和Assaf Rudich教授领导,他们研究了脂肪细胞的生物学特性,合作方包括耶路撒冷希伯来大学的Naomi Habib教授、德国莱比锡大学的Matthias Bluher教授、Antje Korner教授和Martin Gericke教授以及新西兰奥克兰大学的Rinki Murphy教授。
在过去的30年里,科学家们对脂肪组织和细胞的看法已经从一种“乏味”的组织转变成能够储存多余能量的形式。过去认为脂肪就是脂肪,所有细胞都是同一类型。但实际上并非如此,这种差异会影响患者。这项研究是国际努力的一部分,即人类细胞图谱项目,旨在生成人体所有细胞类型及其亚型的综合图谱,与其他许多实验室合作分析成人手术中经许可移除的脂肪。
研究团队专注于脂肪组织,这是一种遍布全身的结缔组织,存在于皮肤下(皮下脂肪)、内部器官之间(内脏脂肪),甚至在骨骼的内腔中,产生并分泌数百种蛋白质和其他物质进入血液。
研究的目的是更好地理解这些特殊细胞的作用以及它们如何导致疾病。“如果你找到特定的细胞,就可以针对患者进行个体化治疗,”Yeger-Lotem告诉《耶路撒冷邮报》。“有些人减肥后又反弹,因此如果我们能够预测这种情况,将会非常有益。”
该研究使用了一种创新技术,可以绘制RNA分子图谱,这些分子是将基因组翻译成蛋白质的基础。该技术基于将每个细胞特有的单细胞条形码附着到源自每个细胞的RNA分子上。这样可以同时对构成组织的数千个细胞进行条形码标记,从而检测含有相似RNA分子子集的属于同一细胞类型的细胞,以及含有不同RNA分子子集的属于不同未表征亚型的细胞。这些细胞通过脂肪组织内的细胞间通讯以及与大脑、血管、肝脏和胰腺组织的通讯调节多种过程。
研究结果表明,脂肪组织并不是单一的组织。相反,身体不同部位的脂肪组织——例如皮下脂肪或腹部内脏周围的脂肪——功能不同,对健康和疾病的影响也不同。肥胖时,内脏脂肪组织发展成为更具炎症性的组织,包含更多的免疫系统细胞,这些细胞与脂肪细胞的交流有助于肥胖的代谢并发症(糖尿病和脂肪肝)和心血管问题。
“人类不同脂肪组织中脂肪细胞的多样性比我们之前想象的要更复杂、有趣和令人惊讶,”Yeger-Lotem解释说。
“除了‘经典’的脂肪细胞外,我们还首次发现了一些表达RNA分子的脂肪细胞亚群,这些分子表明它们具有独特功能,如调节炎症过程、血管形成、细胞外蛋白沉积和纤维化。我们在计算中发现它们后,也能在显微镜下看到它们。”
在寻找皮下脂肪和内脏脂肪之间的差异来源时,研究人员发现大多数脂肪细胞亚群在这两种脂肪组织中是相似的。然而,在这两种组织的脂肪细胞之间仍然存在显著但更为微妙的差异。
例如,两种组织中的细胞间通讯不同:内脏脂肪中的脂肪细胞表达的基因表明它们与组织内的免疫系统细胞的交流更活跃,并参与促炎过程。相比之下,皮下脂肪中的脂肪细胞彼此之间的交流更多,并参与抗炎过程。此外,本研究首次发现的一种独特类型的脂肪细胞仅出现在内脏脂肪中。
如果这些独特的脂肪细胞的存在确实能预测个人未来发生肥胖并发症的风险程度,或者能预测个体对治疗的反应,那么这些发现对于追求更个性化的肥胖治疗将具有重要意义。Rudich表示:“为此,我们已经在开发工具,将我们的发现应用于临床医学,例如,开发脂肪组织的显微检查,并由临床病理学家识别独特的脂肪细胞。”
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