脂肪對健康的新陳代謝至關(guān)重要，但是過猶不及。白色脂肪組織過多是肥胖的一個重要特性，而肥胖癥是糖尿病、心血管疾病和癌癥等多種疾病的風(fēng)險因子。與肥胖斗爭的人們向靈魂發(fā)出拷問：脂肪，哪兒來的？
在本周《科學(xué)》最新上線的論文中，賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Patrick Seale教授及其同事回答了這個問題，他們從小鼠和人類體內(nèi)找出了脂肪組織的細(xì)胞來源。這一結(jié)果可以幫助科學(xué)家們想辦法促進(jìn)脂肪的有益擴(kuò)增，從而為肥胖癥和相關(guān)代謝疾病開發(fā)潛在的預(yù)防和治療方法。
等一下，讓脂肪擴(kuò)增還有益？沒錯，脂肪細(xì)胞的擴(kuò)增其實有兩種方式。一是脂肪細(xì)胞數(shù)量變多（增生），一是脂肪細(xì)胞個頭變大（肥大）。如果是后者，成熟的脂肪細(xì)胞為了儲存油脂越脹越大，會引起纖維化和炎癥，促發(fā)代謝疾病。但相反的，如果能有更多的新脂肪細(xì)胞產(chǎn)生，可以有效禁錮脂肪，避免代謝問題。
新脂肪細(xì)胞來自“祖細(xì)胞”的分化，但要追溯清楚祖細(xì)胞的類型和特性就難了。原因是脂肪組織中的細(xì)胞種類十分龐雜，不同解剖位置的脂肪組織又可能來源于不同的早期胚胎前體細(xì)胞，脂肪祖細(xì)胞的“身世”便成為多年的謎團(tuán)。
試圖解開謎團(tuán)的科學(xué)家們從正在長身體的年輕小鼠（12天）體內(nèi)分離出處于快速成長階段的白色脂肪組織，然后基于特異的細(xì)胞表面蛋白，采用熒光標(biāo)記的方法，對不同類型的細(xì)胞進(jìn)行分選。
接著，借助于單細(xì)胞RNA測序方法，研究人員根據(jù)基因表達(dá)的相似性給獲得的細(xì)胞分組，最后在十組不同基因表達(dá)特征的細(xì)胞中鑒定出三類祖細(xì)胞，以及不同類型祖細(xì)胞的分化軌跡。
利用同樣的方法，科學(xué)家們還用人類皮下脂肪組織做了實驗，比對得到的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小鼠中鑒定出的三類祖細(xì)胞中有兩類同樣存在于人類脂肪組織。“這說明，在小鼠和人類體內(nèi)，脂肪發(fā)生過程可能有通用的模式。”論文作者David Merrick博士說。
找到脂肪組織的細(xì)胞源頭后，科學(xué)家們進(jìn)一步觀察到，在高脂飲食的肥胖小鼠中，那些增殖特性強(qiáng)的祖細(xì)胞會受到損害，分化產(chǎn)生脂肪細(xì)胞的能力被削弱。脂肪細(xì)胞們不能正常地增多，也就難怪在肥胖的情況下它們會變得肥大，引起不良的代謝后果。
這個結(jié)果也反過來給科學(xué)家們提示，如果可以靶向一種或多種祖細(xì)胞來促進(jìn)它們的分化，讓它們有益地增生，或許可以幫助改善代謝疾病。
正因為如此，脂肪祖細(xì)胞的位置引起了科學(xué)家的特別關(guān)注。他們注意到，增殖能力強(qiáng)的祖細(xì)胞位于一種叫作網(wǎng)狀間質(zhì)（reticular interstitium）結(jié)構(gòu)的微環(huán)境中。這種結(jié)構(gòu)由膠原蛋白和彈性蛋白纖維（elastin fiber）交織而成，包裹著許多器官組織，但是其作用還沒有得到很好的研究。
鑒于人體多種組織中都存在網(wǎng)狀間質(zhì)，研究人員猜測，這可能是一種新的干細(xì)胞微環(huán)境，表達(dá)DPP4的祖細(xì)胞除了具有產(chǎn)生脂肪細(xì)胞的潛力，還有可能對其他組織的發(fā)育和再生發(fā)揮重要作用。
參考資料
[1] David Merrick et al., (2019) Identification of a mesenchymal progenitor cell hierarchy in adipose tissue. Science. DOI: 10.1126/science.aav2501
[2] You-Ying Chau, William Cawthorn, (2019) Fat cell progenitors get singled out. Science. Doi: 10.1126/science.aax2967
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