肩胛间白色脂肪组织：啮齿类动物棕色化研究的新视角与高脂膳食调控机制探析

本研究聚焦肩胛间白色脂肪组织（isWAT）的棕色化潜能，通过对比高脂膳食（ cafeteria diet）干预及撤除后大鼠模型的多组学数据，揭示isWAT在分子表型、线粒体功能及UCP1表达方面兼具白色与棕色脂肪特征，且对膳食诱导的代谢应激呈现显著应答，为肥胖防治及脂肪组织可塑性研究提供了新的靶点与理论依据。

　　

在能量代谢研究领域，白色脂肪组织（White Ad adipose Tissue, WAT）向棕色脂肪组织（Brown Adipose Tissue, BAT）的转化过程——即“棕色化”（browning）——近年来备受关注。这一过程表现为白色脂肪中出现具有产热功能的棕色样（brite）脂肪细胞，可响应寒冷、膳食因子等刺激而被激活。尤其值得重视的是，成年人体内也存在大量可诱导的BAT，其主要由brite细胞构成，这为通过促进脂肪组织棕色化以增加能量消耗、对抗肥胖提供了新思路。

脂肪组织分布于机体不同部位，其重塑能力存在显著差异。在啮齿类动物中，腹股沟皮下WAT（inguinal WAT, iWAT）被认为具有最高的棕色化潜能，而内脏WAT（如附睾WAT, eWAT）的棕色化能力较低。然而，位于肩胛区棕色脂肪周围的白色脂肪 depot——肩胛间白色脂肪组织（interscapular WAT, isWAT或iWAT）——却鲜被关注。这一特殊解剖位置提示isWAT可能具备独特的生理特性与调控机制，但相关研究仍较为缺乏。

高脂膳食对WAT棕色化的影响尚存争议。尽管一些研究发现高脂膳食可诱导WAT中UCP1（Uncoupling Protein 1）表达升高，可能作为对抗肥胖的代偿机制，但不同脂肪 depot 对膳食干预的响应模式及分子基础仍不明确。为此，本研究以isWAT为研究对象，系统评价了其在基础状态及高脂膳食干预下的分子表型、棕色化能力及其在代谢调控中的潜在作用。

为探究上述问题，研究团队选用雄性Wistar大鼠模型，设置三组实验动物：对照组（饲喂标准饲料）、高脂膳食组（CAF组，饲喂 cafeteria diet）及膳食撤除组（PCAF组，先饲喂 cafeteria diet 1.5个月后改为标准饲料1.5个月）。 cafeteria diet 是一种高脂高能量膳食模型，其脂肪供能比达62%，能有效诱导肥胖及相关代谢紊乱。实验结束后，采集血清及各脂肪组织（包括isWAT、iWAT、腹膜后WAT（rWAT）、肠系膜WAT（mWAT）、附睾WAT（eWAT）及肩胛间BAT），进行分子生物学、组织形态学及功能学分析。

研究采用多项关键技术方法：通过实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测脂代谢基因（如Fasn、Srebp1a、Atgl、Acox1、Cpt1b等）及棕色/棕色样标志物基因（如Ucp1、Cidea、Pgc1a、Prdm16、Tmem26等）的表达；通过蛋白质免疫印迹（Western blot）及免疫组织化学技术分析UCP1和CIDE-A蛋白表达及分布；通过线粒体DNA（mtDNA）拷贝数测定评估线粒体含量；并采用主成分分析（PCA）整合多基因表达数据，系统比较各脂肪组织的分子特征。

3.1. 体重、肥胖度及血清参数

CAF组大鼠体重、脂肪量及各脂肪 depot 重量均显著增加，伴随高血糖、高瘦素血症及胰岛素抵抗趋势；PCAF组上述指标恢复至对照组水平，表明膳食撤除可逆转肥胖及相关代谢异常。

3.2. isWAT中线粒体DNA拷贝数

CAF组isWAT中mtDNA拷贝数/毫克组织显著升高，提示线粒体生物合成增强；尽管mtDNA/nDNA比值无显著变化，但isWAT线粒体含量远低于BAT，排除棕色脂肪污染可能。

3.3. 脂代谢相关基因表达

CAF组isWAT中脂解基因（Atgl）及脂肪酸氧化基因（Acox1、Cpt1b）表达显著上调，β3-肾上腺素能受体（Adrb3） mRNA 水平也升高；而脂生成基因（Fasn、Srebp1a）未受影响。PCAF组脂解/氧化基因表达未完全恢复，提示isWAT代谢活化具有持续性。

3.4. 棕色/棕色样标志物基因表达

CAF组isWAT中棕色化标志物如Cidea、Fgf21 mRNA 表达显著升高，Ucp1、Pgc1a、Slc27a1 也呈上升趋势；响应幅度高于iWAT和rWAT。Tmem26在isWAT中未见升高，而在iWAT/rWAT中显著上调，表明 depot 特异性应答模式。PCAF组大部分基因表达恢复至基线水平。

3.5. 各脂肪 depot 基础表达比较

isWAT表达WAT特异性标志物（Hoxc9、Tmem26），同时表达BAT特征基因（Ucp1、Zic1）；其Pgc1a、Slc27a1、Tbx15表达水平高于其他WAT，低于BAT。主成分分析显示isWAT与iWAT、rWAT聚为一类，与eWAT明显分离。

3.6. 蛋白表达与组织学分析

Western blot 显示isWAT基础UCP1蛋白水平高于rWAT；CAF组UCP1蛋白有升高趋势（p=0.1），CIDE-A无变化。免疫组化证实isWAT中存在UCP1/CIDE-A阳性多腔brite细胞巢，提示其具有内在棕色化潜能。

本研究系统揭示了isWAT作为一种具有特殊解剖位置与分子表型的脂肪 depot，其基因表达谱兼具白色脂肪（表达Hoxc9、Tmem26）与棕色脂肪（表达Ucp1、Zic1）特征，且基础棕色化标志物表达水平高于其他WAT。高脂膳食可显著诱导isWAT中脂解、脂肪酸氧化及棕色化相关基因表达，且响应幅度高于传统认知的易棕色化 depot（iWAT和rWAT）。尽管蛋白水平变化不如mRNA显著，但组织学证实其中存在brite细胞群体，提示其功能活性。

这些发现不仅拓展了对脂肪组织异质性及可塑性的认知，也为靶向特定脂肪 depot 以促进能量消耗、防治肥胖提供了新思路。isWAT由于其毗邻BAT的解剖特点，可能共享神经血管调控网络，从而对代谢应激（如高脂膳食）呈现高效应答。未来研究可进一步探索其发育起源、细胞组成及调控机制，为代谢性疾病干预策略开发提供理论依据与实践方向。

该论文发表于《The Journal of Nutritional Biochemistry》，凸显了营养学与生物化学交叉领域的前沿进展。