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區(qū)分好脂肪與壞脂肪的標(biāo)志物
2014-8-1 閱讀(436)
自從發(fā)現(xiàn)“并不是所有的脂肪細(xì)胞都一樣的”以來(lái)，研究人員一直都在尋找一種可靠的方法，來(lái)區(qū)分所謂的“好”脂肪——代謝活躍的棕色脂肪細(xì)胞，和“壞”脂肪——相對(duì)惰性的白色脂肪細(xì)胞。到目前為止，區(qū)分棕色脂肪和白色脂肪的生物標(biāo)志物，都是細(xì)胞內(nèi)蛋白或分泌性蛋白質(zhì)，這不利于全組織或活體研究。
zui近，研究人員確定了3種脂肪細(xì)胞特異性的細(xì)胞表面標(biāo)記，可在在小鼠和人類(lèi)組織的白色脂肪細(xì)胞、棕色脂肪細(xì)胞或第三類(lèi)脂肪細(xì)胞（米色脂肪細(xì)胞，beige fat cell）差異性表達(dá)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2014年7月30日的《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》（Science Translational Medicine）雜志。
賓夕法尼亞大學(xué)的脂肪組織研究人員Patrick Seale沒(méi)有參與這項(xiàng)工作，但是他指出：“這些標(biāo)記物看起來(lái)非常有選擇性，關(guān)鍵在于，它們是細(xì)胞表面標(biāo)記，這使它們能夠在將來(lái)應(yīng)用于各種各樣的研究。我認(rèn)為，對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō)，這些標(biāo)記將是一種重要的資源。”
白色脂肪以甘油三酯的形式儲(chǔ)存能量，并且，根據(jù)它們?cè)隗w內(nèi)的位置，可能對(duì)健康有負(fù)面影響，從而導(dǎo)致胰島素抵抗、代謝綜合征和2型糖尿病。棕色脂肪細(xì)胞的形態(tài)和功能有所不同，能夠燃燒儲(chǔ)存為脂肪的能量，同時(shí)消耗葡萄糖。本文共同作者、慕尼黑亥姆霍茲中心糖尿病和肥胖癥研究所的Siegfried Ussar稱(chēng)：“棕色脂肪和白色脂肪之間的一個(gè)主要差異是，棕色脂肪細(xì)胞具有更高數(shù)量的線粒體，也表達(dá)可燃燒能量并轉(zhuǎn)化為熱能的UCP1蛋白質(zhì)。”
米色脂肪細(xì)胞也能燃燒能量，可以嵌入白色脂肪組織。所有三種脂肪細(xì)胞類(lèi)型具有不同的基因表達(dá)譜，但很難從形態(tài)上將一種組織內(nèi)的米色脂肪與棕色脂肪區(qū)分開(kāi)來(lái)。
為了找到細(xì)胞表面的脂肪組織特異性蛋白質(zhì)（而且是每種脂肪類(lèi)型所*的），研究人員首先挖掘公開(kāi)可用的基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)，以發(fā)現(xiàn)模仿意義明確的脂肪細(xì)胞特異性蛋白質(zhì)、脂聯(lián)素和棕色脂肪特異性蛋白UCP1表達(dá)模式的基因。然后，研究人員在小鼠的各種組織中，檢測(cè)了電腦搜索所得到的少數(shù)基因的表達(dá)。
Ussar及其同事發(fā)現(xiàn)了三種標(biāo)記：ASC-1，一種氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，富集在白色而不是米色或棕色脂肪細(xì)胞；PAT2，另一種氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，在棕色和米色脂肪表達(dá)，而不是白色脂肪細(xì)胞或棕色脂肪細(xì)胞前體；P2RX5，一種嘌呤受體，大部分在棕色脂肪細(xì)胞中差異表達(dá)。
為了在人體組織中驗(yàn)證這些標(biāo)記，研究小組評(píng)估了5名患者的活檢切片，來(lái)自頸部的不同脂肪位置，并且，為了進(jìn)一步驗(yàn)證，研究人員將這些標(biāo)記與其他標(biāo)記在其他10名患者的淺層和更深層脂肪沉著體中的表達(dá)，進(jìn)行了比較。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)的肥胖和營(yíng)養(yǎng)研究人員Christian Wolfrum沒(méi)有參與這項(xiàng)工作，但他指出：“這項(xiàng)研究的重要一點(diǎn)是，以一種平移的方法發(fā)現(xiàn)了這些標(biāo)記，并證明它們能標(biāo)記人脂肪細(xì)胞。大多數(shù)研究都是在小鼠和細(xì)胞系中進(jìn)行的，但是很少是通過(guò)人體組織。”
這些標(biāo)記的一個(gè)潛在應(yīng)用是，棕色脂肪和米色脂肪的體內(nèi)成像。本文共同作者、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Joslin糖尿病中心的C. Ronald Kahn稱(chēng)：“沒(méi)有簡(jiǎn)單的、特異性的成像技術(shù)可以區(qū)分白色脂肪、棕色脂肪和米色脂肪。”只有復(fù)雜的和部分侵入性的正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT-PET）技術(shù)被用來(lái)區(qū)分白色和棕色脂肪沉著體。但是Kahn稱(chēng)，這種技術(shù)是有限的，因?yàn)橹挥胁糠执x活躍的棕色脂肪，才可以使用CT-PET檢測(cè)。
Wolfrum說(shuō)：“我們現(xiàn)在有可能指導(dǎo)生物標(biāo)志物，來(lái)開(kāi)發(fā)追蹤和量化人類(lèi)棕色脂肪的方法。我們能夠篩選棕色脂肪群體，并快速評(píng)估治療對(duì)棕色脂肪組織而不是脂肪活檢的影響。”
Kahn及其同事還設(shè)想，這些標(biāo)記有一天會(huì)被用來(lái)開(kāi)發(fā)脂肪細(xì)胞亞型特異性藥物傳遞系統(tǒng)?，F(xiàn)在研究人員正在評(píng)估他們所發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞表面蛋白的生理功能。
然而，Seale和Wolfrum警告說(shuō)，棕色脂肪、白色脂肪和米色脂肪的性質(zhì)，仍然有待商榷。
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Seale稱(chēng)：“這一領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn)之一是，確定不同脂肪細(xì)胞類(lèi)型的標(biāo)記。這項(xiàng)研究可能僅僅是個(gè)起點(diǎn)?？梢栽O(shè)想，為這些脂肪細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中的不同前驅(qū)階段以及白色和棕色脂肪細(xì)胞不同亞型，確定一種標(biāo)記物。”
