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《自然》:改写教科书!科学家发现新的表达催产素的交感神经元,直接调控白色脂肪组织脂解

来源:代丝雨 2023-12-17 10:15

有段时间老在网上看到经期减肥法,我还以为又是什么21天减肥法的花里胡哨同类物。打开《自然》,嗯?催产素参与脂肪分解?催产素确实随着经期波动啊[1],难道经期减肥法背后还真有科学道理?

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今日,《自然》杂志发表了哈佛医学院科研团队成果[2],研究者们发现,催产素能与去甲肾上腺协同促进白色脂肪组织脂解。令人惊讶的是,参与调控脂肪分解的催产素并不来源于大脑,而是来自此前从未被发现的交感神经元亚群。

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论文题图

脂肪细胞是人体内主要的能量储存库。脂肪细胞可以将储备的甘油三酯分解为脂肪酸,以供其他组织消耗使用,这个过程就被成为脂解(lipolysis)。

 

在寒冷或禁食等能量有限的环境下,大脑会主动释放信号增加脂肪组织脂解,直接参与调控脂解的一般是去甲肾上腺素等由外周交感神经元释放的β-肾上腺素能神经递质。

 

催产素是怎么和脂解扯上关系的呢?

 

催产素是一种通常由下丘脑分泌的激素,参与分娩和哺乳,在调节社会行为中也有重要作用,估计很多人都听说过它是一种“爱情荷尔蒙”。

 

其实上个世纪60年代,就有学者发现催产素可以促进脂肪组织的分解。有研究发现,外源性催产素可以影响啮齿类动物的食物摄入,从而减轻体重;催产素对外周代谢也有影响,围产期女性会因使用催产素导致血清游离酸水平升高。

 

不过催产素具体是怎么调节代谢的,科学家们并没有搞清楚。

 

分析小鼠的脂肪组织,研究者们发现,白色脂肪组织(WAT)中催产素受体(OXTR)表达最高,而且在脂解过程中以及寒冷暴露后表达还会进一步升高。

 

在体外用催产素处理脂肪细胞,能够使脂肪细胞的甘油释放增加至1.6倍。这证实了催产素的直接促脂解作用,虽然效果并不很强。

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体内实验一样证实了催产素促进脂解

不过,催产素却能大幅度增强β-肾上腺素激动剂的促脂解作用。实验中,即使是不能诱导脂解的极低剂量催产素,也能够增强异丙肾上腺素(ISO)诱导的脂解。

 

当研究者使用药物拮抗催产素受体,ISO诱导的脂解反应显著减少了。显然,催产素是一种内源性的脂解调节因子,而且是这一过程中β-肾上腺素激动剂发挥作用的充分且必要条件。

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催产素可以增幅ISO诱导的脂解

当研究者们尝试寻找催产素的来源,有趣的事情发生了。

 

考虑到催产素参与的脂解过程可以被禁食和低温暴露启动,研究者们猜测催产素应该是大脑派出来“执行任务”的,那么血清中的催产素水平应当在这些条件下上升。

 

但是实际的观察结果却告诉研究者们,白色脂肪组织里的血清素是增加了,但血清里的可一点没多!

 

这不是小鼠独有的现象。在人体内,一夜禁食后,白色脂肪组织中催产素水平同样会升高,但血液中催产素水平却不变。

 

这些数据表明,脂肪中的催产素有一个神秘来源。

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寒冷和禁食会导致小鼠脂肪中的催产素水平升高,但血清中水平不变

首先可以确定的是,脂肪组织自己不表达催产素,不管是使用单细胞测序还是更精确的荧光标记方法,研究者都未能在脂肪中发现表达催产素的细胞。

 

禁食和寒冷都能促进交感神经活动,研究者们猜测,交感神经可能是催产素的来源。这个想法多少有点大胆,因为此前虽然发现了一些感觉神经元和内脏固有神经元能够表达催产素,但是在交感神经系统中还没发现过催产素的踪迹。

 

大胆假设得到了证实,研究者发现指向催产素的荧光标记定位到了一组酪氨酸羟化酶(TH)阳性的交感神经亚群。在主动脉肾神经节(ARG)中,这种催产素能神经元约占12.9%,L1神经节中约占9.1%。

 

直接激活这部分交感神经元,也能有效促进脂解。

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TH阳性交感神经元是脂肪组织中催产素的来源

当然,这并不意味着大脑产出的催产素就不影响脂解。此外,研究者还没直接证明人类的外周交感神经元也能产生催产素,但在人体内观察到的相关现象表明人体内应该也有类似的机制。

 

在生殖医学之外,催产素也早有一些妙用,例如治疗自闭症谱系障碍、精神分裂症、肥胖等疾病。了解了催产素在代谢中的作用,对改进药物不良反应也是很有帮助的。

 

参考资料:

[1]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0091302218300980

[2]Li, E., Wang, L., Wang, D. et al. Control of lipolysis by a population of oxytocinergic sympathetic neurons. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06830-x

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