自从发现“其实不是所有的脂肪细胞都1样的”以来,研究人员1直都在寻觅1种可靠的方法,来辨别所谓的“好”脂肪——代谢活跃的棕色脂肪细胞,和“坏”脂肪——相对惰性的白色脂肪细胞。到目前为止,辨别棕色脂肪和白色脂肪的生物标志物,都是细胞内蛋白或分泌性蛋白质,这不利于全组织或活体研究,区分脂肪的标志物。
文献来源:ASC⑴,PAT2,区分脂肪的标志物,andP2RX5arecellsurfacemarkersforwhite,beige,andbrownadipocytes.
最近,研究人员肯定了3种脂肪细胞特异性的细胞表面标记,可在在小鼠和人类组织的白色脂肪细胞、棕色脂肪细胞或第3类脂肪细胞(米色脂肪细胞,beigefatcell)差异性表达。相干研究结果发表在2014年7月30日的《科学转化医学》(ScienceTranslationalMedicine)杂志。
宾夕法尼亚大学的脂肪组织研究人员PatrickSeale没有参与这项工作,但是他指出:“这些标记物看起来非常有选择性,关键在于,它们是细胞表面标记,这使它们能够在将来利用于各种各样的研究,区分脂肪的标志物。我认为,对研究人员来讲,这些标记将是1种重要的资源。”
白色脂肪以甘油3酯的情势贮存能量,并且,根据它们在体内的位置,可能对健康有负面影响,从而致使胰岛素抵抗、代谢综合征和2型糖尿病。棕色脂肪细胞的形态和功能有所不同,能够燃烧贮存为脂肪的能量,同时消耗葡萄糖。本文共同作者、慕尼黑亥姆霍兹中心糖尿病和肥胖症研究所的SiegfriedUssar称:“棕色脂肪和白色脂肪之间的1个主要差异是,棕色脂肪细胞具有更高数量的线粒体,也表达可燃烧能量并转化为热能的UCP1蛋白质。”
米色脂肪细胞也能燃烧能量,可以嵌入白色脂肪组织。所有3种脂肪细胞类型具有不同的基因表达谱,但很难从形态上将1种组织内的米色脂肪与棕色脂肪辨别开来。
为了找到细胞表面的脂肪组织特异性蛋白质(而且是每种脂肪类型所独有的),研究人员首先发掘公然可用的基因表达数据库,以发现模仿意义明确的脂肪细胞特异性蛋白质、脂联素和棕色脂肪特异性蛋白UCP1表达模式的基因。然后,研究人员在小鼠的各种组织中,检测了电脑搜索所得到的少数基因的表达。
Ussar及其同事发现了3种标记:ASC⑴,1种氨基酸转运蛋白,富集在白色而不是米色或棕色脂肪细胞;PAT2,另外一种氨基酸转运蛋白,在棕色和米色脂肪表达,而不是白色脂肪细胞或棕色脂肪细胞前体;P2RX5,1种嘌呤受体,大部份在棕色脂肪细胞中差异表达。
为了在人体组织中验证这些标记,研究小组评估了5名患者的活检切片,来自颈部的不同脂肪位置,并且,为了进1步验证,研究人员将这些标记与其他标记在其他10名患者的浅层和更深层脂肪冷静体中的表达,进行了比较。
瑞士苏黎世联邦理工大学的肥胖和营养研究人员ChristianWolfrum没有参与这项工作,但他指出:“这项研究的重要1点是,以1种平移的方法发现了这些标记,并证明它们能标记人脂肪细胞。大多数研究都是在小鼠和细胞系中进行的,但是很少是通过人体组织。”
这些标记的1个潜伏利用是,棕色脂肪和米色脂肪的体内成像。本文共同作者、哈佛大学医学院Joslin糖尿病中心的C.RonaldKahn称:“没有简单的、特异性的成像技术可以辨别白色脂肪、棕色脂肪和米色脂肪。”只有复杂的和部份侵入性的正电子发射计算机断层扫描(CT-PET)技术被用来辨别白色和棕色脂肪冷静体。但是Kahn称,这类技术是有限的,由于只有部分代谢活跃的棕色脂肪,才可使用CT-PET检测。
Wolfrum说:“我们现在有可能指点生物标志物,来开发追踪和量化人类棕色脂肪的方法。我们能够挑选棕色脂肪群体,并快速评估医治对棕色脂肪组织而不是脂肪活检的影响。”
Kahn及其同事还假想,这些标记有1天会被用来开发脂肪细胞亚型特异性药物传递系统。现在研究人员正在评估他们所发现的细胞表面蛋白的生理功能。
但是,Seale和Wolfrum正告说,棕色脂肪、白色脂肪和米色脂肪的性质,依然有待商议。
Seale称:“这1领域所面临的挑战之1是,肯定不同脂肪细胞类型的标记。这项研究可能仅仅是个出发点。可以假想,为这些脂肪细胞发育进程中的不同先驱阶段和白色和棕色脂肪细胞不同亚型,肯定1种标记物。”
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