华人博士Cell绘制第三类脂肪遗传图谱

　　

生物通报道  来自达纳法伯癌症研究所的科学家们从成人体内分离出了一种新型能量消耗脂肪细胞，他们称这种细胞可能具有治疗肥胖的潜力。相关成果发布在7月12日的《细胞》（Cell）杂志上，并将出版在7月20日的纸质版上。

文章的资深作者是著名的哈佛学者Bruce Spiegelman，其研究小组长期从事脂肪细胞研究。2008年，Spiegelman研究发现了肥胖开关，一种控制棕色脂肪（人体中的好脂肪，被誉为有助减肥的脂肪）的蛋白，而被评选为年度十大科学突破成果之一。领导这一研究的是第一作者、Spiegelman研究小组的吴军（Jun Wu，生物通音译）博士。

研究人员将这种新发现的脂肪细胞命名为“褐色脂肪”，它们存在于成人锁骨附近以及沿脊柱的皮肤下分散的豌豆大小的沉积物中。不同于白色脂肪储存能量，这种脂肪能够燃烧能量。因此褐色脂肪细胞有可能促成肥胖和糖尿病的新疗法。

研究发现褐色脂肪遗传上有别于也能燃烧能量产生热量的“棕色脂肪”。棕色脂肪存在于小型哺乳动物和人类婴儿中，保护对抗寒冷损伤。另一方面，白色脂肪可以储存能量，过多的白色脂肪可导致肥胖。

早在2008年的一篇论文中，Spiegelman实验室就提出了白色脂肪和棕色脂肪之外的第三类脂肪的存在，此次是研究小组首次分离出它们，并确定了其独特的遗传图谱。在新文章中，吴军博士发现在运动过程中肌肉细胞表达的irisin激素可以特异地靶向褐色脂肪。

2009年，三个研究小组报道在成人体内发现的沉积物中包含了棕色脂肪，新研究通过它们的遗传构成确定了它们是褐色脂肪。

“展望未来，它意味着你想要研究潜在治疗的是这种我们一直绕开的‘热点’中的褐色脂肪细胞，”Spiegelman说。

即便少量，棕色脂肪和褐色脂肪也能燃烧大量的能量。

作者们在论文中写道两种脂肪细胞的治疗能力是明确的，在小鼠中遗传操作生成更多的棕色脂肪或褐色脂肪，具有很强的抗肥胖和抗糖尿病作用。研究人员在设法为人类的利益寻找途径探究人类棕色脂肪。

两种类型的脂肪包含有称为线粒体的能量燃烧细胞器，由于含有铁造就了棕色和褐色。关键的差别在于棕色脂肪细胞表达高水平的UCP1，这种蛋白是线粒体燃烧能量生成热量所必需的蛋白。而褐色细胞正常表达低水平的UCP1。在对寒冷或某些激素如irisin产生反应时褐色细胞会开启高水平的UCP1，使得褐色脂肪几乎能和棕色脂肪一样有效燃烧能量。

Spiegelman曾发表了一系列关于不同脂肪细胞类型的研究发现。他曾发现棕色脂肪细胞来自也能生成肌肉细胞的干细胞前体。而褐色脂肪在来自褐色细胞前体的白色脂肪细胞沉积物中形成。

今年早些时候，他报告发现肌肉运动产生的irisin可将白色脂肪转变为棕色脂肪。在Cell杂志的新论文中，Spiegelman说irisin特异地刺激了白色脂肪生成褐色脂肪。达纳法伯癌症研究所已将两项研究发现授权给Spiegelman创立的Ember Therapeutics生物技术公司，计划开发irisin作为肥胖和糖尿病的新治疗。

(生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Beige Adipocytes Are a Distinct Type of Thermogenic Fat Cell in Mouse and Human

Brown fat generates heat via the mitochondrial uncoupling protein UCP1, defending against hypothermia and obesity. Recent data suggest that there are two distinct types of brown fat: classical brown fat derived from a myf-5 cellular lineage and UCP1-positive cells that emerge in white fat from a non-myf-5 lineage. Here, we report the isolation of beige cells from murine white fat depots. Beige cells resemble white fat cells in having extremely low basal expression of UCP1, but, like classical brown fat, they respond to cyclic AMP stimulation with high UCP1 expression and respiration rates. Beige cells have a gene expression pattern distinct from either white or brown fat and are preferentially sensitive to the polypeptide hormone irisin. Finally, we provide evidence that previously identified brown fat deposits in adult humans are composed of beige adipocytes. These data provide a foundation for studying this mammalian cell type with therapeutic potential.