Nature Medicine解释脂肪细胞为何适应能力强

　　

脂肪通常被人们视为肥胖的“罪魁祸首”。其实，脂肪细胞具有非凡的适应能力，能帮助我们应对营养过剩、禁食或寒冷，因此是维持代谢正常的重要细胞。尽管内质网也是维持细胞稳态的关键细胞器，但它在脂质代谢中的作用还不清楚。

人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织和棕色脂肪组织。白色脂肪组织是能量仓库，它的作用是将多余的能量以脂肪的形式储藏起来；棕色脂肪组织则是通过细胞内大量的线粒体将食物中的能量转化成热能。

近日，哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的研究人员证实，棕色脂肪组织（BAT）的产热功能需要蛋白酶体活性的适应性增加。同时，他们发现位于内质网的转录因子Nfe2l1（也称为Nrf1）是这一过程的关键驱动力。这项成果发表在《Nature Medicine》上。

在这项研究中，Alexander Bartelt博士及其同事利用安捷伦Seahorse XF 技术来测定细胞代谢，表明寒冷适应诱导棕色脂肪组织中的Nrf1增加蛋白酶体活性，而这对维持内质网稳态和细胞完整性至关重要，特别是当细胞处于高产热状态时。

他们以小鼠为研究对象，在产热条件下，棕色脂肪细胞特异性的Nrf1缺失导致内质网应激、组织炎症、线粒体功能明显减弱以及棕色脂肪组织的白化。在遗传和饮食肥胖的小鼠模型中，通过外源表达Nrf1或通过蛋白酶体活化剂PA28α处理来刺激蛋白酶体活性，会导致胰岛素敏感性的改善。

研究人员认为，Nrf1作为一种新型的棕色脂肪细胞功能的守卫者，为适应感冒或肥胖增加了蛋白质代谢的质量控制。同时，Nrf1-蛋白酶体的机制在心脏中也存在，故他们推测，Nrf1也许在保护心脏功能上扮演重要角色，免受与心血管疾病相关的压力。

下一步，Bartelt和他的团队计划利用细胞培养系统和特定的动物模型，在分子水平上揭示Nrf1-蛋白酶体机制的生物学功能和病理学意义。这或许为后期研究人员开发治疗心血管疾病等多种人类疾病的疗法提供新的线索和希望。（生物通 薄荷）

原文检索

Brown adipose tissue thermogenic adaptation requires Nrf1-mediated proteasomal activity

Nature Medicine volume 24, pages 292–303 (2018)