发布日期： 2024年08月19日
来源：AAAS
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脂肪细胞有三种颜色:白色、棕色和米色。白色脂肪细胞将脂肪储存在我们体内作为能量储备。我们需要这些细胞，但过多会造成健康问题。棕色脂肪细胞在婴儿中特别活跃。它们产生热量，从而维持婴儿的体温。然而，棕色脂肪组织的数量会随着人的一生而减少;成年人很少有这种感觉。最后是米色脂肪细胞。这些脂肪细胞也能产生热量，尽管不如棕色脂肪细胞那么好。成人身上也有米色脂肪细胞:它们分散在白色脂肪组织中，尤其是在颈部和肩部，它们有助于消耗多余的能量。
现在，一个国际研究小组发现并描述了一种新的米色脂肪细胞，它与已知的脂肪细胞不同。“这种新型米色脂肪细胞在人体的能量代谢中起着重要作用，对代谢疾病和肥胖有积极影响，”联邦理工学院克里斯蒂安·沃尔夫拉姆教授小组的博士后、该研究的合著者阿南德·夏尔马说。“这就是为什么详细了解它们是如何工作的如此重要。”
这项研究是由苏黎世联邦理工学院、巴塞尔大学、莱比锡大学医学中心和波士顿丹娜-法伯癌症研究所领导的。世界各地的许多其他医院和研究机构都参与了该项目。
研究人员已经熟悉的米色脂肪细胞产生热量的方式与棕色脂肪细胞相同:通过一种名为UCP1的蛋白质。这种蛋白质位于围绕线粒体的两层膜的内部，线粒体是通常被称为细胞动力源的结构单位。作为其正常功能的一部分，线粒体将质子泵入两层膜之间的空间。质子是带电的基本粒子，通常在细胞的能量转换过程中起重要作用。棕色脂肪细胞和之前描述的经典米色脂肪细胞含有UCP1蛋白。它在细胞膜内形成一个非常狭窄的通道，质子通过这个通道流回线粒体，从而产生摩擦产生的热量。
近年来，科学家们发现，也有不含UCP1蛋白的米色脂肪细胞，这些细胞也消耗能量，从而产生热量。来自苏黎世联邦理工学院和参与研究的机构的研究小组现在已经精确地描述了这类新的米色脂肪细胞，并展示了它们是如何做到这一点的:通过一种“西西弗斯机制”。
它的工作原理是这样的:细胞内发生的所有生化过程都会产生一些热量。新一类的米色脂肪细胞利用了这一点，并允许单个过程来回运行，似乎没有目的。这主要涉及两个转换过程。在一种情况下，细胞以全速将脂肪分解成它们的成分(脂肪酸)，然后以同样快的速度将它们组装成新的脂肪。在另一种情况下，他们使用一种酶将肌酸分子转化为磷酸肌酸，这是一种相关的分子，然后立即将其转化回肌酸。科学家称这种来回的过程为“徒劳的循环”。总的来说，它们不会增加任何生物化学预算，但它们消耗能量并产生热量。
研究小组
然后，他们检查了人体脂肪组织，并能够证明这些脂肪细胞也存在于那里。虽然只有不到一半的人拥有以前已知的经典米色脂肪细胞类型，但几乎所有人都拥有这种新的无用循环类型，尽管数量不同。
正如研究人员能够证明的那样，拥有大量米色脂肪细胞的人——无论是以前已知的类型还是这种新类型——都更苗条，代谢健康状况也更好。这使他们更不容易肥胖和代谢紊乱，如糖尿病。“因为米色脂肪细胞将能量转化为热量，它们有助于分解多余的脂肪，”ETH Wolfrum教授小组的ETH博士生、该研究的主要作者王彤彤解释说。
研究人员还解释了这些新发现如何在未来用于医学上。例如，将米色脂肪细胞移植到只有少量米色脂肪细胞并患有代谢疾病或体重问题的人身上是可能的。开发激活米色脂肪细胞的药物也是可以想象的，米色脂肪细胞通常是不活跃的。这类药物可用于治疗高血糖患者或通过手术或其他方式减肥的以前超重的人。“激活他们的米色脂肪细胞可以帮助他们长期保持较低的体重”。
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