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颠覆发现:脂肪组织里有神经!神经越多越易瘦!【易科学前沿】

    “三维成像技术是这项发现的得力工具,”文章共同一作研究生Jingyi Chi说。

    项目领导者Paul Cohen助理教授说,米色脂肪(beige fat)是治疗肥胖和代谢紊乱(包括糖尿病和心血管疾病)的极具潜力的靶标,因为经过诱导,它能迅速从完全休眠状态转变为非常活跃的能量燃烧状态。因此,他们的最终目标是开发针对米色脂肪的治疗手段让代谢紊乱人群主动消耗更多热量。

新工具

    Jingyi Chi和本文共同一作Zhuhao Wu想知道米色脂肪细胞如何与交感神经系统相互作用,从而让细胞知道已经储存了多少可用于燃烧的能量。传统的脂肪组织检查方法所生成的图像缺乏必要细节。

    因此,研究人员选用了一款革命性的三维立体成像系统“iDISCO”,得以可视化暴露在寒冷环境中的小鼠的脂肪组织内部结构。

    Chi说:“当人们想到脂肪组织时,通常只把它想象成一块肥肉。”但是她捕捉到的图像中富含许多米色脂肪的功能性特征,包括血管和细丝网状的神经细胞。神经突起物的存在和密度可以预测米色脂肪的活性水平,最活跃的脂肪组织通常拥有最多的神经突起物。

    3D成像还能显示内脏和皮下脂肪的重要区别。内脏脂肪是人体腹部包围内脏的脂肪,与糖尿病和其他代谢相关疾病密切相关。皮下脂肪在臀部和其他部位的皮肤下面,当暴露在寒冷环境中时,它们就会变成米色脂肪,与疾病无关。

    小鼠也有这两类脂肪,细致图像显示内脏脂肪结构不定型(amorphous),神经突起物很小;而皮下脂肪的组织结构很好,富含密集的神经束和突起物以备脂肪燃烧所需。

新陈代谢开关

    什么原因导致了米色脂肪中的神经生长?Cohen等人已经证实,一种被称为PRDM16的蛋白质表达可以促进脂肪燃烧活力。缺乏这种蛋白的小鼠无法激活米色脂肪,还会发展出许多肥胖相关并发症,比如胰岛素抵抗。

为了确定PRDM16对神经发育的重要作用,Chi研究了缺失PRDM16蛋白的小鼠,在寒冷环境中的皮下脂肪组织。结果显示,与正常小鼠相比,它们的神经突起物明显减少。

    这表明,两种细胞类型应该存在细胞对话,Cohen说。“如果你的脂肪细胞有PRDM16,它就会指导神经突起在这个位置聚集,如果你把它移除,神经就不会长在这里。”

    这也表明,信号分子介导的细胞对话可能是战胜肥胖以及相关疾病的新治疗靶点。



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