【学术前沿】Cell Regen l 脂肪组织重塑之脂肪前体细胞的特征与命运调控

Review | Published: 4 May 2023

人们在真菌中发现了脂滴的存在，由此认识到这一生物用以摄入和储存能量的“特别装备”；在节肢动物中，这种装备被升级为能够“自主运营”的脂肪细胞，并最终演变为脊椎动物的终极“能量储备库”形态——脂肪组织。正是得益于这样一个高度保守的进化过程，真核生物得以适应不利条件下的能量需求。对于哺乳动物而言，人们普遍认为脂肪细胞分为三大类：白色脂肪细胞、棕色脂肪细胞和米色脂肪细胞。其中，白色脂肪细胞的特点是具有单房脂滴且线粒体较少，主要负责能量储存；而棕色和米色脂肪细胞则富含多室脂滴和大量线粒体，参与能量消耗和热量产生。不同脂肪细胞位置的差异赋予脂肪组织特异性，以满足身体不同条件下的不同需求。

表 啮齿动物和人类脂肪组织的特征

脂肪细胞与免疫细胞、间充质干细胞、周皮细胞、内皮细胞、神经细胞和成纤维细胞等共同组成脂肪组织。除了调节能量平衡，脂肪组织也是机体维持体温、代谢稳态、免疫反应、生殖和寿命所必需的，具有重要的内分泌和免疫调节功能。过度扩张的脂肪组织，特别是内脏脂肪肥胖与糖尿病和其他代谢综合征具有正相关关系。在肥胖脂肪组织重塑过程中，脂肪细胞的改变往往伴随着大量的免疫细胞浸润，血管生成减少，细胞外基质沉积异常。脂肪细胞的扩增包括体积增大（肥大）和数量增加（增生）两种方式，尽管人们对于脂肪细胞肥大的机制和危害已颇有研究，且脂肪细胞形成的过程和机制业已众所周知，然而关于脂肪细胞的起源——脂肪前体的特征及其命运决定的调控仍有待挖掘和阐明。

近日，中国科学院上海营养与健康研究所王莹研究员和时玉舫研究员在Cell Regeneration上发表了题为“Characteristic and fate determination of adipose precursors during adipose tissue remodeling”的综述文章，讨论了脂肪前体的发育起源及其表型特征的关键发现，概述了在生理和病理条件下指导和调控脂肪前体命运的内在和外在信号，尤其是免疫微环境对其命运重编程的多方位影响，由此提出了防治肥胖和相关代谢疾病的潜在策略。

众多体内外的研究已经逐步明晰脂肪前体的来源、分化过程以及分子调控机制。然而，技术的发展和深入彻底改变了人们对脂肪前体及其在各种病理生理条件下重塑脂肪组织的理解。脂肪前体并不是一群单一的细胞集合，它们存在时空的异质性；并不局限于产生用以维持能量平衡的新脂肪细胞，还具备响应和调节组织微环境的能力。例如，不同白色脂肪库中的脂肪前体具有复杂的种群和特征，内脏脂肪中兼具向白色脂肪分化和促炎促纤维化的两类脂肪前体；无独有偶，皮下脂肪中不仅同样存在相互牵制的两群脂肪前体，而且还存在应对刺激分化为米色脂肪的储备。

白色和米色脂肪形成过程中脂肪前体的异质性和可塑性

更重要的是，脂肪前体受到组织内外环境的刺激后具有可塑性，可接收包括免疫细胞和各类炎症因子、细胞外基质等的系统性调控，决定自身分化潜能。结合人体脂肪组织、脂肪前体和体外实验模型的知识，解析脂肪前体在各种病理生理条件下的细胞和分子基础及其与组织微环境的相互作用，将有助于制定对抗衰老和慢性代谢性疾病的有力战略。面对具有肥胖相关胰岛素抵抗的糖尿病患者，合理调动皮下脂肪库中的脂肪前体，增加脂肪细胞的数量，有望改善代谢稳态。此外，将多余的白色脂肪转化为能量燃烧的棕色／米色脂肪可能更适合代谢不健康的肥胖患者；相较之下，靶向过多的产能脂肪并使其转化为白色脂肪将是恶病质和脂肪萎缩患者的福音。尽管我们尚未能根据个人需求定制健康的脂肪前体，但充分认识脂肪前体的异质性及其在组织微环境中的可塑性，将有助于开发重塑脂肪组织以维持代谢稳态的新策略。

文 l 叶嘉引

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原标题：《【学术前沿】Cell Regen l 脂肪组织重塑之脂肪前体细胞的特征与命运调控》

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