脂肪細胞

米色（beige）被認為是一種具有鎮(zhèn)靜作用的顏色，科學家有新的證據(jù)表明，米色脂肪細胞對大腦有類似的影響，可以降低與更常見的白色脂肪相關的炎癥，并預防失智。

奧古斯塔大學官網(wǎng)8月10日消息

Alexis M． Stranahan博士和她的同事在《自然－通訊》（Nature Communications）雜志上的研究［1］報告說，他們發(fā)現(xiàn)，米色脂肪細胞介導了皮下脂肪對大腦的保護作用�！袄嫘巍鄙聿牡娜说钠は轮�肪中，米色脂肪細胞通常與白色脂肪細胞混合在一起。

研究于2021年7月30日發(fā)表在《Nature Communications》（最新影響因子：14．919）雜志上

相比于“蘋果形”身材的人（脂肪聚集在他們身體的中部，通常聚集在內臟器官周圍，如腹腔中的肝臟），“梨形”身材的人的體重一般分布更均勻。他們被認為患心臟病和糖尿病等代謝性疾病以及認知能力下降的風險更低。奧古斯塔大學喬治亞醫(yī)學院（Medical College of Georgia at Augusta University）的神經(jīng)科學家Stranahan說。

現(xiàn)在，科學家們已經(jīng)證明，米色脂肪細胞或脂肪細胞對于皮下脂肪的神經(jīng)保護和消炎作用是“不可或缺的”，該研究的通訊作者Stranahan說。

事實上，在沒有米色脂肪細胞的情況下，面對高脂肪飲食，他們發(fā)現(xiàn)皮下脂肪開始更像危險的內臟脂肪，Stranahan說，她去年發(fā)表在《臨床研究雜志》（Journal of Clinical Investigation）上的研究［2］報道說，內臟肥胖向大腦中的常駐免疫細胞發(fā)出信息，激發(fā)炎癥，最終損害認知�！斑@是一個非常不同的簽名，”她說。

研究于2020年1月14日發(fā)表在《Journal of Clinical Investigation》（最新影響因子：14．808）雜志上

器官周圍的內臟脂肪主要是白色脂肪細胞，以甘油三酯的形式儲存能量，甘油三酯是血液中發(fā)現(xiàn)的另一種脂肪類型，高水平的甘油三酯是心臟病和卒中的風險因素。尤其是在年輕人中，皮下脂肪是白色和米色脂肪細胞的混合物，而這些米色細胞更像棕色脂肪細胞，富含被稱為線粒體的能量源，能夠有效地利用脂肪和糖，在一個稱為生熱的過程中產(chǎn)生熱量。據(jù)說，運動和寒冷暴露會使白色脂肪細胞產(chǎn)生所謂的“米色變”。

在他們的一些研究中，科學家使用了具有特定基因的雄性小鼠，該基因被敲除，可以防止皮下脂肪中的脂肪細胞米色變或棕色變，從而有效地產(chǎn)生更像內臟脂肪的皮下脂肪。

在高脂肪飲食的情況下，這些小鼠比那些米色脂肪正常的小鼠更容易患糖尿病。眾所周知，將皮下脂肪移植到肥胖小鼠體內將在幾周內改善它們的代謝狀況，她想知道對認知問題的潛在影響。

三種脂肪細胞（自左向右依次為棕色、米色和白色脂肪細胞）

在四周的時間里，正常小鼠和基因敲除小鼠體重增加了差不多的數(shù)量，但在測試中，沒有功能性米色脂肪的小鼠表現(xiàn)出加速的認知功能障礙，它們的大腦和身體對高脂肪飲食產(chǎn)生了強烈、快速的炎癥反應，包括激活小膠質細胞，這些駐留在大腦中的免疫細胞會進一步加劇炎癥，導致失智和其他大腦問題。

在它們患上糖尿病之前，這些年齡相當于20多歲的小鼠的小膠質細胞已經(jīng)出現(xiàn)了許多炎癥標志物。有趣的是，他們作為對照組研究的正常小鼠也會打開這些標志物，但也會打開抗炎標志物，顯然是為了減少任何反應。

正常情況下，吃高脂肪食物的小鼠需要三個月左右的時間，才能表現(xiàn)出他們在一個月的時間內看到的米色脂肪剔除反應。

為了進一步探索米色脂肪的影響，他們還將年輕、瘦弱健康小鼠的皮下脂肪移植到其他正常但現(xiàn)在肥胖的小鼠的內臟腔中，這些小鼠在持續(xù)高脂肪飲食10至12周后出現(xiàn)了類似失智癥的行為。

皮下脂肪的移植改善了記憶，恢復了海馬體（大腦深處學習和記憶的中心）中基本正常的突觸可塑性（神經(jīng)元之間連接的適應能力），以便它們可以交流。Stranahan和她的同事寫道，這些積極的變化取決于供體皮下脂肪中的米色脂肪細胞。

另一方面，通過嚴格的客觀測量，如神經(jīng)元之間的電活動增加，從米色脂肪敲除中移植的小鼠并沒有改善肥胖小鼠的認知能力。

“如果我們能弄清楚是什么讓米色脂肪限制了炎癥，也許是什么讓米色脂肪提高了大腦的可塑性，那么也許我們可以用某種藥物或冷刺激療法來模仿這一點，甚至在你年輕的時候取出一些皮下脂肪，冷凍起來，等長大了再還給你，” Stranahan說。

所有的脂肪往往都富含免疫細胞，這既能促進炎癥，又能緩解炎癥。他們發(fā)現(xiàn)米色脂肪與這些免疫細胞持續(xù)相互作用，誘導皮下脂肪中的抗炎細胞因子白細胞介素－4（IL－4）。她指出，寒冷反過來又需要IL－4來刺激脂肪的“米色變”。

反過來，脂肪也誘導了小膠質細胞和T細胞中的IL－4，這是免疫反應的關鍵驅動因素，也誘導了腦膜中的IL－4，腦膜是覆蓋在大腦上的多層膜，有助于保護大腦。他們還發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生腦脊液的脈絡叢中的T細胞具有IL－4誘導的鎮(zhèn)靜作用。

科學家們寫道，他們的發(fā)現(xiàn)表明，IL－4直接參與了米色脂肪細胞和海馬體神經(jīng)元之間的交流。

當Stranahan 和她的團隊進一步研究時，他們發(fā)現(xiàn)是被移植的米色脂肪細胞，而不是來自移植脂肪本身的免疫細胞，在腦膜中調用了受體自身的T細胞，從而起到了積極的保護作用。

有證據(jù)表明，在慢性肥胖中，你自己的免疫細胞可以到達大腦，而在這個例子中，沒有證據(jù)表明是捐獻者的免疫細胞在進行旅程。

Stranahan說：“這很令人興奮，因為我們有一種方法讓外圍免疫細胞與大腦相互作用，以促進認知能力�！彼�指出，免疫細胞在大腦中也可以做很多不好的事情，比如導致卒中和阿爾茨海默病。

她的下一個目標包括更多地了解把移植脂肪放在哪里有多重要，比如把皮下脂肪轉移到皮下區(qū)域是否能更好地防止認知能力下降，將內臟脂肪移植到皮下是否能減少其損傷作用，更好地理解皮下脂肪是如何傳遞一種似乎是積極的抗炎信息的。她還想在雌性小鼠身上探索這些問題，因為目前的研究僅限于雄性小鼠。

但她說，他們和其他人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了內在脂肪分布的重要性，這可能是那些認知能力下降風險最大的人的生物標志物。

肥胖階段可能是另一個因素，因為她也有早期證據(jù)表明，高脂肪飲食維持的時間越長，皮下脂肪增加越多，其保護能力就會下降，內臟脂肪就會增加。

Stranahan指出，即使是健康的、非肥胖的年輕人，內臟脂肪也會產(chǎn)生更高水平的基礎炎癥。

Stranahan強調，她不希望她的研究結果引起對超重個體的過度關注或對他們產(chǎn)生更多偏見，而是要更好地識別風險因素，以及不同的干預點和方法，以適應個體的需求。

Stranahan和她的同事在2015年發(fā)表在《大腦、行為和免疫》（Brain， Behavior， and Immunity）雜志上的研究［3］報告稱，高脂肪飲食促使小膠質細胞變得異常地“懶惰”，并開始吞噬神經(jīng)元之間的連接。

研究于2015年8月31日發(fā)表在《Brain， Behavior， and Immunity》（最新影響因子：7．217）雜志上

在成年人中，棕色脂肪主要位于肩胛骨之間和胸部上部。有證據(jù)表明，我們可以通過每天將自己暴露在較冷的溫度下幾個小時，并通過高強度的鍛煉，來增加棕色和米色脂肪細胞。這些方法也會促使白色脂肪米色變。她說，我們中的大多數(shù)人可能都有一些脂肪細胞類型的組合：大部分是白色的，較少的米色，甚至更少的棕色。

這項研究由美國國立衛(wèi)生研究院資助。

參考文獻

Source：Medical College of Georgia

Beige Fat “Indispensable” in Protecting the Brain From Dementia

References：

［1］．Guo， DH．， Yamamoto， M．， Hernandez， C．M． et al． Beige adipocytes mediate the neuroprotective and anti－inflammatory effects of subcutaneous fat in obese mice． Nat Commun 12， 4623 （2021）． https：／／doi．org／10．1038／s41467－021－24540－8

［2］． Guo DH， Yamamoto M， Hernandez CM， Khodadadi H， Baban B， Stranahan AM．  Visceral adipose NLRP3 impairs cognition in obesity via IL－1R1 on CX3CR1＋ cells． ．J Clin Invest． 2020 Apr 1；130（4）：1961－1976． doi： 10．1172／JCI126078．

［3］． Hao S， Dey A， Yu X， Stranahan AM． Dietary obesity reversibly induces synaptic stripping by microglia and impairs hippocampal plasticity． Brain Behav Immun． 2016 Jan；51：230－239． doi： 10．1016／j．bbi．2015．08．023． Epub 2015 Aug 31． PMID： 26336035； PMCID： PMC4679537．