研究人员绘制了肥胖个体脂肪组织中的基因活动图谱，发现患有和不患有代谢疾病的人之间存在明显的细胞差异。这份详细的图谱可能有助于识别生物标志物并指导糖尿病和高血压等疾病的新治疗方法。
科学家绘制了肥胖个体的脂肪组织差异图，揭示了与代谢疾病风险和治疗可能性相关的细胞变化。
虽然肥胖会增加患糖尿病、高血压和高胆固醇的风险，但并非所有肥胖者都会患上这些代谢疾病。事实上，大约四分之一的肥胖者仍然保持着代谢健康。科学家正在努力了解为什么有些肥胖者会出现健康并发症，而另一些人则不会。
现在，苏黎世和莱比锡研究人员的一项综合研究为这项研究奠定了重要基础。该团队创建了一个详细的图谱，其中包含健康和不健康的超重个体的数据，重点关注他们的脂肪组织及其细胞内的基因活动。
“我们的研究结果可用于寻找可提供代谢疾病风险信息的细胞标记，”苏黎世联邦理工学院 (ETH )教授 Christian Wolfrum 团队的研究员、该研究的两位主要作者之一 Adhideb Ghosh 解释道：“这些数据对基础研究也具有重要意义。它可以帮助我们开发代谢疾病的新疗法。”
调查大型生物库在这项研究中，Ghosh 和他的同事使用了莱比锡肥胖生物库，这是一个从肥胖个体身上采集的大量活检样本库。这些样本由莱比锡大学的科学家收集，来自接受选择性手术并同意收集脂肪组织样本用于研究目的的肥胖患者。该样本库还包括有关患者健康状况的大量医疗信息。
由于组织样本均取自患有或不患有代谢疾病的肥胖个体，因此可以对健康肥胖和不健康肥胖的个体进行比较。在 70 名志愿者的样本中，苏黎世联邦理工学院的研究人员逐个细胞检查了两种脂肪组织（皮下脂肪组织和内脏脂肪组织）中哪些基因处于活跃状态以及它们的活跃程度。
科学家和医学专家认为，位于腹腔深处并包裹着内脏的内脏脂肪是导致代谢疾病的主要原因。相比之下，专家们普遍认为位于皮下脂肪的问题较少。
对于这项研究来说，至关重要的是不要将脂肪组织细胞简单地混为一谈，因为这种组织不仅包含脂肪细胞（脂肪细胞），还包含其他类型的细胞。“事实上，脂肪细胞是少数。”沃尔夫鲁姆团队的博士后、这项研究的第二位主要作者 Isabel Reinisch 解释说，脂肪组织的大部分由免疫细胞、形成血管的细胞和脂肪细胞的未成熟前体细胞组成，另一种细胞类型称为间皮细胞，仅存在于内脏脂肪组织中，标志着其外部边界。
腹部脂肪重塑研究人员发现，代谢疾病患者的内脏脂肪组织细胞发生了显著的功能变化。这种重塑几乎影响了这种组织中的每种细胞类型。例如，基因分析显示，不健康个体的脂肪细胞不再能有效地燃烧脂肪，而是产生更多的免疫信使分子。“这些物质会引发肥胖者内脏脂肪的免疫反应，”Reinisch 指出：“可以想象，这种反应会促进代谢疾病的发展。”
研究人员还发现间皮细胞的数量和功能存在非常明显的差异：在健康的肥胖个体中，内脏脂肪中的间皮细胞比例要大得多，这些细胞表现出更大的功能灵活性。具体来说，在健康个体中，这些细胞可以切换到某种干细胞模式，从而转化为不同类型的细胞，例如脂肪细胞。“完全分化的细胞转化为干细胞的能力主要与癌症有关。”Reinisch 说，因此很惊讶在脂肪组织中也发现了这种能力。“我们怀疑健康肥胖个体脂肪组织边缘的柔性细胞促进了平滑的组织扩张。”
最后，研究人员还发现了男女之间的差异：某种类型的祖细胞仅存在于女性的内脏脂肪中。“这可以解释男女代谢疾病发展的差异。”Reinisch 说。
寻找新的生物标志物超重人群基因活动的新图谱描述了脂肪组织中细胞类型的组成及其功能。“然而，我们无法确定这些差异是否是某人代谢健康的原因，或者相反，代谢疾病是否导致了这些差异。”Ghosh 说，相反，科学家们认为他们的工作为进一步的研究提供了基础。他们已将所有数据发布在一个可公开访问的网络应用程序中，以便其他研究人员可以使用。
尤其是，该图谱现在使得人们能够找到新的标记物，这些标记物可提供罹患代谢疾病的风险信息。目前，ETH 的研究人员也在寻找这类标记物，它们可能有助于改善此类疾病的治疗。例如，有一类新药可以抑制食欲并促进胰腺胰岛素的释放——但这些药物供应不足。“从我们的数据中得出的生物标记物可以帮助识别最需要这种治疗的患者。”Reinisch 强调。
参考文献：Isabel Reinisch、Adhideb Ghosh、Falko Noé、Wenfei Sun、Hua Dong、Peter Leary、Arne Dietrich、Anne Hoffmann、Matthias Blüher 和 Christian Wolfrum 撰写的“揭示肥胖中与代谢健康相关的脂肪群体”，2024 年 12 月 17 日，《细胞代谢》。DOI：10.1016/j.cmet.2024.11.006
来源：苏黎世联邦理工学院 (ETH )
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