脂肪調(diào)節(jié)細(xì)胞:抑制成脂分化的脂肪干細(xì)胞特殊亞群
正文 從基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用還有很長的路要走,但這也是每個(gè)新技術(shù)都必須經(jīng)歷的過程?;A(chǔ)科研有很多有意思的事情,無論哪個(gè)方向都能發(fā)現(xiàn)新的東西。
撰文:步步先生
來源:干細(xì)胞者說
大家都知道,肥胖不但讓人看起來體態(tài)臃腫,還容易引起各種疾病甚至是癌癥。據(jù)估計(jì),80%的肥胖者會(huì)得2型糖尿病,其心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)飆升。不久前,醫(yī)學(xué)頂級(jí)期刊CA(IF=244.585)也指出如果女性果太胖了,容易患乳腺癌;而男性太胖了,容易患肝癌。因此,如何控制脂肪生長,也就成了當(dāng)下的一個(gè)研究熱門話題。 關(guān)注“干細(xì)胞者說”的朋友們早已熟知,脂肪干細(xì)胞(adipose derived stem cells,ADSCs)具備分化成脂肪細(xì)胞的能力,是從血管基質(zhì)片段(stromal vascular fraction,SVF)中分離提取而來。一般認(rèn)為,在塑料器皿上能夠貼壁生長的梭形細(xì)胞,除了表達(dá)MSCs的一般表面標(biāo)記物,還表達(dá)CD31-CD34+等分子標(biāo)記。
1
脂肪細(xì)胞與脂肪干細(xì)胞
瑞士的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象:在我們所熟知的脂肪干細(xì)胞中,存在著一個(gè)具有抑制成脂分化能力的細(xì)胞亞群。在脂肪干細(xì)胞家族中,有成脂分化的亞群,也有抑制成脂分化的亞群?;A(chǔ)科研有很多有意思的事情,無論哪個(gè)方向都能發(fā)現(xiàn)新的東西。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)對(duì)我們的健康具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
我們先來說說脂肪。脂肪細(xì)胞來自胚胎時(shí)期的間充質(zhì)干細(xì)胞。在不同因子及信號(hào)通路的調(diào)節(jié)下,這些原始的間充質(zhì)干細(xì)胞向肌細(xì)胞、骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞等多種方向分化,其中骨形成蛋白(BMP)、Nodal 信號(hào)途徑、Wnt 信號(hào)途徑、成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)家族蛋白是脂肪細(xì)胞分化的主要調(diào)控途徑。成人體內(nèi)駐留了一部分向脂肪分化的組織干細(xì)胞,我們稱之為脂肪干細(xì)胞。
我們機(jī)體含有兩種形態(tài)和功能截然不同的脂肪——白色脂肪和棕色脂肪。白色脂肪負(fù)責(zé)儲(chǔ)存能量,棕色脂肪消耗能量。如果駐留的脂肪干細(xì)胞分化,變成白色脂肪細(xì)胞,實(shí)行脂肪儲(chǔ)存的功能,那么脂肪干細(xì)胞也就會(huì)逐漸停止分裂。不過呢,不要以為脂肪細(xì)胞不分裂就是好事。相反,這可能對(duì)健康是有害的。
為什么這么說呢?當(dāng)脂肪細(xì)胞停止分裂后,如果脂肪一直增多,脂肪細(xì)胞就會(huì)隨之變大,直到超出了承受上限,脂肪就會(huì)從細(xì)胞排到血液里,在肌肉和肝臟等部位積累,必然影響健康。在大部分肥胖者體內(nèi),脂肪細(xì)胞數(shù)量是有限的。只有少數(shù)患者會(huì)出現(xiàn)“異?!?,生產(chǎn)出新的脂肪細(xì)胞。多虧這些新加入的成員,機(jī)體才能把更多脂肪禁錮起來。
2
脂肪調(diào)節(jié)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)
那么,到底是什么控制了新生脂肪細(xì)胞的生成呢?在一項(xiàng)研究中,科學(xué)家們意外地找到了答案——另一群脂肪細(xì)胞。
首先,研究者利用單細(xì)胞測序技術(shù),根據(jù)基因表達(dá)的不同,把脂肪干細(xì)胞分成三個(gè)細(xì)胞亞群——P1,P2和P3。如下圖所示:
P1中核糖體蛋白相關(guān)基因高表達(dá),CD34和Ly6a基因表達(dá)顯著,其主要表達(dá)于皮膚和脂肪,具備分泌相關(guān)功能;P2高表達(dá)PPAR通路,其與脂滴形成相關(guān)的Fabp4,pparg和CD36基因表達(dá)顯著,可能在成脂分化中發(fā)揮重要作用;P3高表達(dá)Hedgehot通路等細(xì)胞增殖分化調(diào)控的通路,其主要表達(dá)于血液和神經(jīng)。
經(jīng)篩選后,開始分別研究其細(xì)胞特性。根據(jù)ADSCs的標(biāo)準(zhǔn)成脂誘導(dǎo)對(duì)照,增添P1能夠促進(jìn)成脂分化,P2無明顯影響,而P3則顯著抑制成脂分化。
上圖中,特異性表達(dá)CD142的細(xì)胞為P3亞群細(xì)胞,這類脂肪細(xì)胞起調(diào)節(jié)作用,把相關(guān)信號(hào)傳遞給周圍的組織或細(xì)胞。經(jīng)過驗(yàn)證其發(fā)揮作用的主要方式為旁分泌作用。在四種蛋白質(zhì)聯(lián)合作用下,會(huì)抑制祖細(xì)胞變成新的脂肪細(xì)胞。
P3亞群的這種作用與免疫細(xì)胞中的Treg類似(調(diào)節(jié)性T細(xì)胞)類似,因此,研究者將其新發(fā)現(xiàn)的脂肪細(xì)胞叫做“脂肪調(diào)節(jié)細(xì)胞”。
脂肪調(diào)節(jié)細(xì)胞主要圍繞在脂肪組織中的血管周圍形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。研究表明,脂肪調(diào)節(jié)細(xì)胞除了抑制成脂分化以外,對(duì)細(xì)胞增殖和血管并無顯著影響。
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未來展望
令人興奮的是,如果移除這些脂肪調(diào)節(jié)細(xì)胞,就能生成新的脂肪細(xì)胞。在體內(nèi)具有大個(gè)脂肪細(xì)胞的肥胖者小鼠里,這些調(diào)節(jié)細(xì)胞也出現(xiàn)得更為頻繁。一直以來,很多研究者和醫(yī)藥企業(yè)就在尋找激活脂肪祖細(xì)胞,生成更多小型脂肪細(xì)胞的方法。健康減肥也指日可待,如今,他們看到了成功的希望。
參考資料:
[1] A stromal cell population that inhibits adipogenesis in mammalian fat depots
[2] Fat cells control fat cell growth
作者:步步先生
本文系干細(xì)胞者說原創(chuàng)系列,轉(zhuǎn)載注明來源“干細(xì)胞者說”,否則追究版權(quán)責(zé)任。
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網(wǎng)址: 脂肪調(diào)節(jié)細(xì)胞:抑制成脂分化的脂肪干細(xì)胞特殊亞群 http://www.u1s5d6.cn/newsview150167.html
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