Cell：揭示Ω-3脂肪酸促进脂肪干细胞分裂产生更多脂肪细胞机制
来源：本站原创 2019-12-18 16:57
2019年12月16日讯/生物谷BIOON/---多年来，科学家们已知道初级纤毛存在缺陷与肥胖和胰岛素抵抗有关。如今，在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学医学院的研究人员发现一类微小的称为初级纤毛（primary cilium）的毛发状附属物感知饮食中的Ω-3脂肪酸，而且这种信号直接影响脂肪组织中的干细胞如何分裂并转变为脂肪细胞。相关研究结果近期发表在Cel
2019年12月18日讯/生物谷BIOON/---多年来，科学家们已知道初级纤毛存在缺陷与肥胖和胰岛素抵抗有关。如今，在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学医学院的研究人员发现一类微小的称为初级纤毛（primary cilium）的毛发状附属物感知饮食中的Ω-3脂肪酸，而且这种信号直接影响脂肪组织中的干细胞如何分裂并转变为脂肪细胞。相关研究结果近期发表在Cell期刊上，论文标题为“Omega-3 Fatty Acids Activate Ciliary FFAR4 to Control Adipogenesis”。论文通讯作者为Peter Jackson博士。论文第一作者为博士后研究员Keren Hilgendorf博士。
这一发现将饮食科学与分子生物学和细胞生物学相关联起来。饮食研究早就发现作为食用鱼和坚果中常见的必需脂肪酸，Ω-3脂肪酸的摄入与心脏病、中风、关节炎甚至抑郁症的风险降低有关。
寻找信号分子
Jackson实验室的研究人员在开始这项研究时起初并未寻找Ω-3脂肪酸。他们仅寻找脂肪干细胞感知的信号分子。这种信号分子可以是任何东西：细胞生物学中的信号通路通常涉及鲜为人知的秘密分子。他们只知道在涉及初级纤毛缺陷的罕见疾病中，患者总是饥饿，无法停止进食，变得肥胖和产生胰岛素抵抗。因此，当证实这种信号分子是Ω-3脂肪酸时，他们感到非常吃惊。这些脂肪干细胞通过初级纤毛感知Ω-3脂肪酸的存在。
Jackson和他的同事们发现当Ω-3脂肪酸与脂肪干细胞的初级纤毛表面上的一种称为FFAR4的受体结合时，它会促使脂肪干细胞分裂，从而导致更多的脂肪细胞产生。这为身体提供了更多的脂肪细胞来储存能量，这比在现有的脂肪细胞中储存过多的脂肪更健康。Jackson说：“你需要的是更多的较小的脂肪细胞，而不是更少的较大的脂肪细胞。较大的脂肪细胞不是健康的脂肪细胞。”他补充道，较大的脂肪细胞与胰岛素抵抗、糖尿病和炎症有关。
饱和脂肪的存在或FFAR4受体纤毛信号转导的阻断并不会导致脂肪干细胞更多地产生新的脂肪细胞，而是使得现有的脂肪细胞增加脂肪储存。Hilgendorf说，“我们没有探究饮食与健康的关系，而是从分子到受体再到细胞来证实‘健康的脂肪’为何是有益的，‘不健康的脂肪’为何导致疾病产生。我们揭示了一种机制来解释为何Ω-3脂肪酸对维持健康的脂肪平衡至关重要，饱和脂肪应当受到限制。”
这项研究还可能改变对身体如何控制健康人中的脂肪储存的科学理解。论文共同作者Carl Johnson说，“科学家们经常谈论脂肪进出细胞的运动，但是我们所展示的是脂肪干细胞活性在产生新的脂肪细胞中的重要性对人体的能量管理至关重要。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Keren I. Hilgendorf et al. Omega-3 Fatty Acids Activate Ciliary FFAR4 to Control Adipogenesis. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.11.005.
2.Omega-3 fatty acids’ health benefit linked to stem cell control
https://med.stanford.edu/news/all-news/2019/11/omega-3-fatty-acids-health-benefit-linked-to-stem-cell-control.html
图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.11.005。
这一发现将饮食科学与分子生物学和细胞生物学相关联起来。饮食研究早就发现作为食用鱼和坚果中常见的必需脂肪酸，Ω-3脂肪酸的摄入与心脏病、中风、关节炎甚至抑郁症的风险降低有关。
寻找信号分子
Jackson实验室的研究人员在开始这项研究时起初并未寻找Ω-3脂肪酸。他们仅寻找脂肪干细胞感知的信号分子。这种信号分子可以是任何东西：细胞生物学中的信号通路通常涉及鲜为人知的秘密分子。他们只知道在涉及初级纤毛缺陷的罕见疾病中，患者总是饥饿，无法停止进食，变得肥胖和产生胰岛素抵抗。因此，当证实这种信号分子是Ω-3脂肪酸时，他们感到非常吃惊。这些脂肪干细胞通过初级纤毛感知Ω-3脂肪酸的存在。
Jackson和他的同事们发现当Ω-3脂肪酸与脂肪干细胞的初级纤毛表面上的一种称为FFAR4的受体结合时，它会促使脂肪干细胞分裂，从而导致更多的脂肪细胞产生。这为身体提供了更多的脂肪细胞来储存能量，这比在现有的脂肪细胞中储存过多的脂肪更健康。Jackson说：“你需要的是更多的较小的脂肪细胞，而不是更少的较大的脂肪细胞。较大的脂肪细胞不是健康的脂肪细胞。”他补充道，较大的脂肪细胞与胰岛素抵抗、糖尿病和炎症有关。
饱和脂肪的存在或FFAR4受体纤毛信号转导的阻断并不会导致脂肪干细胞更多地产生新的脂肪细胞，而是使得现有的脂肪细胞增加脂肪储存。Hilgendorf说，“我们没有探究饮食与健康的关系，而是从分子到受体再到细胞来证实‘健康的脂肪’为何是有益的，‘不健康的脂肪’为何导致疾病产生。我们揭示了一种机制来解释为何Ω-3脂肪酸对维持健康的脂肪平衡至关重要，饱和脂肪应当受到限制。”
这项研究还可能改变对身体如何控制健康人中的脂肪储存的科学理解。论文共同作者Carl Johnson说，“科学家们经常谈论脂肪进出细胞的运动，但是我们所展示的是脂肪干细胞活性在产生新的脂肪细胞中的重要性对人体的能量管理至关重要。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Keren I. Hilgendorf et al. Omega-3 Fatty Acids Activate Ciliary FFAR4 to Control Adipogenesis. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.11.005.
2.Omega-3 fatty acids’ health benefit linked to stem cell control
https://med.stanford.edu/news/all-news/2019/11/omega-3-fatty-acids-health-benefit-linked-to-stem-cell-control.html
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