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Science:难怪中年男人爱发福!王琼/杨霞发现存在一组中年才开始活跃的脂肪祖细胞,可以疯狂产生新脂肪细胞

  1. 代谢紊乱
  2. 脂肪祖细胞(APC)
  3. 脂肪重塑

来源:iNature 2026-02-11 11:14

该研究揭示了与年龄相关的脂肪重塑的基本机制,为与年龄相关的代谢疾病提供了关键的见解。

在中年及以后保持身材匀称并非易事。从中年时期开始,成年人往往会遭受内脏脂肪堆积以及相关不良的代谢紊乱。在老鼠和人类(尤其是男性)身上,内脏脂肪往往会增多。

2025年4月25日,美国希望之城医学中心王琼团队联合加州大学洛杉矶分校杨霞团队(王冠和李高岩为该论文共同第一作者)在Science 在线发表题为Distinct adipose progenitor cells emerging with age drive active adipogenesis的研究论文,该研究对小鼠的谱系追踪显示,内脏脂肪中的脂肪祖细胞(APC)在中年时期会经历大量的脂肪生成过程。因此,尽管年轻成年小鼠的脂肪细胞更新率较低,但在中年时期脂肪生成功能却被激活了。

定量移植实验表明,中年小鼠的 APC 细胞具有高度的脂肪生成能力,并且这种能力是细胞自主性的。单细胞 RNA 测序鉴定出一个独特的 APC 细胞群,即成熟的前脂肪细胞(CP-A),在这一年龄段出现。CP-A 表现出较高的增殖和脂肪生成活性。

药物和基因操作表明,白血病抑制因子受体信号通路对于 CP-A 的脂肪生成和内脏脂肪的增加是必不可少的。这些发现揭示了与年龄相关的脂肪重塑的基本机制,为与年龄相关的代谢疾病提供了关键的见解。

脂肪组织在调节各种激素和代谢过程方面起着至关重要的作用,并且具有显著的组成和表型可塑性。从中年到衰老初期,成年人通常会经历内脏脂肪组织质量的显著增加。内脏脂肪堆积被认为是多种代谢紊乱的重要风险因素。脂肪组织的积累主要通过两种机制实现:脂肪细胞肥大和脂肪生成。然而,早期衰老导致脂肪组织积累的机制仍不为人所知。

在 12 个月大时,雄性小鼠体重增加是由于脂肪组织质量的增加,尤其是在内脏部位。相比之下,雌性小鼠体重增长较为温和。对系谱追踪小鼠模型中脂肪生成过程的追踪显示,与年轻成年小鼠中脂肪细胞的低更新率不同,喂食标准饮食的 12 个月大雄性小鼠的内脏脂肪组织中,超过 80% 的脂肪细胞是新生成的。

伴随着这种大规模的脂肪生成,中年小鼠出现了脂肪细胞萎缩、内脏脂肪增多、能量消耗减少和胰岛素抵抗的现象。对脂肪祖细胞(APC)移植的 3D 分析定量显示,中年小鼠的 APC 的脂肪生成率比年轻小鼠高得多,这表明这些 APC 细胞自主获得了更高的脂肪生成潜能。

脂肪生成过程会导致与年龄相关的内脏脂肪组织的积累(图源自Science )

随后对 APC 的单细胞 RNA 测序确定了一个新的已分化的前脂肪细胞群体(CP-A),在小鼠和人类中都具有年龄富集特征。CP-As 在体外和体内都表现出高增殖和分化能力。在内脏脂肪组织中,CP-As的数量在小鼠 9 个月大时增加,在 12 个月大时达到峰值,而在 18 个月大时急剧下降。

白血病抑制因子受体(LIFR)被确定为 CP-A 的功能标志物。药理学抑制和基因操作表明,LIFR 对 CP-A 的脂肪生成是必不可少的。抑制 LIFR 不会影响年轻 APC 的脂肪生成,这表明 LIFR 信号通路是 CP-As 所特有的。最后,在早期衰老期间使用 LIFR 抑制剂进行长期治疗可防止小鼠内脏脂肪的增加。

总之,该研究利用单细胞信使 RNA 测序技术对中年老鼠的脂肪干细胞进行了特征分析。许多干细胞群体在衰老过程中功能会减弱,但作者发现了一种在中年时具有增强增殖和脂肪生成活性的定向脂肪干细胞群体。

这些细胞在移植到年轻小鼠体内时仍能保持较高的增殖能力。这些定向脂肪干细胞的增殖需要白血病抑制因子受体的信号作用。在人类组织样本中也发现了类似的细胞。因此,这些脂肪干细胞可能与与年龄相关的肥胖以及相关的代谢紊乱有关。

参考消息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj0430

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