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脂肪细胞是如何形成的?
2018-08-30 来源:北纳生物

脂肪细胞

<脂肪细胞>

你有没有觉得自己平时东西没吃多少,肉却疯狂地长,就连喝口凉水肉肉好像都随之增多了呢?你有没有好奇过这些肉是怎么来的呢?脂肪细胞又是怎么形成的呢?反正小编是比较好奇,并且查阅了相关资料,分享给大家:

脂肪组织具有非凡的生长能力。它可以通过两种方式往外扩展:通过增加单个脂肪细胞的大小,以及通过脂肪生成过程从祖细胞中生成脂肪细胞。脂肪对健康的新陈代谢至关重要,但脂肪过多会对身体有害。肥胖症是II型糖尿病,心血管疾病和癌症等严重疾病的先兆,这些疾病正在肆虐全球的医疗保健系统。与肥胖斗争的关键是了解成熟的脂肪细胞是如何从前体细胞发育而来的,但这些前体的特性迄今为止一直难以捉摸。最近Schwalie 等人定义了三个脂肪前体细胞群体,其中一个出乎意料地起到抑制脂肪细胞生成的作用。

身体脂肪细胞的起源一直是一个谜团,因为脂肪组织称为仓库,含有除脂肪细胞以外的许多细胞类型。另外,不同解剖位置的脂肪细胞来源于不同的早期胚胎前体。在身体周围的脂肪仓库之间,甚至在同一仓库的脂肪细胞之间,也存在代谢差异。

脂肪干细胞和祖细胞(ASPCs)可以通过一种名为荧光激活细胞分选(FACS)的技术从脂肪库中分离出来,这种技术分离细胞依赖于特定的细胞表面蛋白。目前许多用于通过FACS分离ASPCs的表面标志物被选择,因为它们将干细胞样细胞与其他组织区分开来。然而,在使用这种方法获取ASPCs时分离出来的是含有多种细胞类型的混合物,而混合物中真正的干细胞和祖细胞的分子谱在很大程度上仍未确定。   

Schwalie及其同事用FACS从小鼠脂肪组织中分离出208个ASPCs的混合物。他们进行单细胞RNA测序以确定哪些基因在每个细胞中表达。使用计算机算法根据其基因表达谱对细胞进行分组,发现ASPC中至少存在三个不同的亚群。然后,他们使用另一种细胞分离策略,结合使用基因表达特征对ASPCs进行分组的方法,证实了这三个亚群的存在。在发现的三组中,大部分的ASPCs分为两组。第一组,即P1,表达了大量的干细胞标记。第二组为P2,表达了许多调控脂肪细胞早期形成的基因。但引起作者注意的是最小的一组,P3,占细胞总数的不到10%。与其他组不同,P3细胞在细胞培养皿中诱导分化时不会形成成熟的脂肪细胞。此外,从ASPC池中去除P3细胞可以提高皿中其他细胞分化成脂肪细胞的能力。

这些数据表明低丰度P3细胞抑制脂肪形成。Schwalie及其同事将这些细胞命名为脂肪生成调节因子(Aregs),并证实了这些细胞在体内的功能。首先,他们将两种ASPCs混合物——其中一种缺乏Aregs,另一种含有整个细胞库——移植到小鼠体内。每只小鼠接受两种混合物,一种在身体的两侧。接下来,研究人员给小鼠喂高脂肪饮食以诱导脂肪形成。几周后,缺乏Aregs的植入细胞混合物比其他混合物生长更多的脂肪细胞,表明Aregs抑制脂肪生长。作者还表明,Aregs存在于人类脂肪中,这意味着小鼠和人类之间的脂肪发育机制是保守的。

Aregs如何抑制脂肪形成?Schwalie 等人 发现这些细胞位于小鼠脂肪组织的血管附近,这个位置以前被认为是脂肪细胞前体细胞。接下来研究了Aregs是否通过物理接触或向旁边的细胞发送化学(旁分泌)信号传递给邻近细胞。共培养实验中,在Aregs和它们的靶细胞之间放置了一个可渗透小分子屏障,发现Aregs不需要直接接触就可以影响脂肪细胞的形成,表明信号是旁分泌的。为了鉴定候选信号分子,研究人员灭活了在Aregs中高度表达的基因。他们发现Rtp3基因需要被激活才能使Aregs发送抑制信号。对于Rtp3蛋白知之甚少,在这种情况下它如何起作用并不明显。这是未来一个成熟的研究领域,因为调节Aregs释放的信号可能具有控制脂肪生长的治疗潜力。

Schwalie及其同事的发现令人兴奋。首先,虽然预测ASPC亚群之间存在很大差异,但通过添加分子细节的研究让我们来理解这种变异性,填补了一个重大空白。其次,使用最先进的技术进行单细胞基因表达谱分析,使他们能够鉴定在先前研究的基础上难以预测的调控细胞类型。希望这项研究能够刺激其他旨在阐明脂肪形成的组织结构(调节脂肪形成的细胞的层次)的工作,就像已经实现的血细胞谱系那样。
目前的研究越来越多的表明,旁分泌信号有助于重塑干细胞和祖细胞功能,并为未来的研究开辟了一些途径。例如,什么是抗脂肪的信号,Rtp3如何刺激Aregs产生它?在Areg数目或功能上的遗传或年龄差异可能导致身体脂肪模式或肥胖倾向,这些可能性也应该被探索。确定ASPC是否可以划分为具有更多特定功能的子种群,这将是很有趣的。追踪这些不同亚群的体内命运将是一种强有力的策略,可以将哪些细胞变成脂肪细胞,哪些细胞变成脂肪支持细胞。最后,这项研究提出的最有趣的问题之一,或许是是否存在真正的成人脂肪干细胞,根据定义,它可以同时产生脂肪祖细胞和更多的脂肪干细胞。随着与肥胖有关的医疗成本成本上升,研究和卫生保健专业人员必须在医疗管理和护理方面取得突破,以迎接挑战。

不知道以上的研究与实验有没有让你更加地了解自己身体中的脂肪呢?

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