區分好脂肪與壞脂肪的標志物

　　自從發現“并不是所有的脂肪細胞都一樣的”以來，研究人員一直都在尋找一種可靠的方法，來區分所謂的“好”脂肪——代謝活躍的棕色脂肪細胞，和“壞”脂肪——相對惰性的白色脂肪細胞。到目前為止，區分棕色脂肪和白色脂肪的生物標志物，都是細胞內蛋白或分泌性蛋白質，這不利于全組織或活體研究。

　　最近，研究人員確定了3種脂肪細胞特異性的細胞表面標記，可在在小鼠和人類組織的白色脂肪細胞、棕色脂肪細胞或第三類脂肪細胞（米色脂肪細胞，beige fat cell）差異性表達。相關研究結果發表在2014年7月30日的《科學轉化醫學》（Science Translational Medicine）雜志。

　　賓夕法尼亞大學的脂肪組織研究人員Patrick Seale沒有參與這項工作，但是他指出：“這些標記物看起來非常有選擇性，關鍵在于，它們是細胞表面標記，這使它們能夠在將來應用于各種各樣的研究。我認為，對于研究人員來說，這些標記將是一種重要的資源。”

　　白色脂肪以甘油三酯的形式儲存能量，并且，根據它們在體內的位置，可能對健康有負面影響，從而導致胰島素抵抗、代謝綜合征和2型糖尿病。棕色脂肪細胞的形態和功能有所不同，能夠燃燒儲存為脂肪的能量，同時消耗葡萄糖。本文共同作者、慕尼黑亥姆霍茲中心糖尿病和肥胖癥研究所的Siegfried Ussar稱：“棕色脂肪和白色脂肪之間的一個主要差異是，棕色脂肪細胞具有更高數量的線粒體，也表達可燃燒能量并轉化為熱能的UCP1蛋白質。”

　　米色脂肪細胞也能燃燒能量，可以嵌入白色脂肪組織。所有三種脂肪細胞類型具有不同的基因表達譜，但很難從形態上將一種組織內的米色脂肪與棕色脂肪區分開來。

　　為了找到細胞表面的脂肪組織特異性蛋白質（而且是每種脂肪類型所獨有的），研究人員首先挖掘公開可用的基因表達數據庫，以發現模仿意義明確的脂肪細胞特異性蛋白質、脂聯素和棕色脂肪特異性蛋白UCP1表達模式的基因。然后，研究人員在小鼠的各種組織中，檢測了電腦搜索所得到的少數基因的表達。

　　Ussar及其同事發現了三種標記：ASC-1，一種氨基酸轉運蛋白，富集在白色而不是米色或棕色脂肪細胞；PAT2，另一種氨基酸轉運蛋白，在棕色和米色脂肪表達，而不是白色脂肪細胞或棕色脂肪細胞前體；P2RX5，一種嘌呤受體，大部分在棕色脂肪細胞中差異表達。

　　為了在人體組織中驗證這些標記，研究小組評估了5名患者的活檢切片，來自頸部的不同脂肪位置，并且，為了進一步驗證，研究人員將這些標記與其他標記在其他10名患者的淺層和更深層脂肪沉著體中的表達，進行了比較。

　　瑞士蘇黎世聯邦理工大學的肥胖和營養研究人員Christian Wolfrum沒有參與這項工作，但他指出：“這項研究的重要一點是，以一種平移的方法發現了這些標記，并證明它們能標記人脂肪細胞。大多數研究都是在小鼠和細胞系中進行的，但是很少是通過人體組織。”

　　這些標記的一個潛在應用是，棕色脂肪和米色脂肪的體內成像。本文共同作者、哈佛大學醫學院Joslin糖尿病中心的C. Ronald Kahn稱：“沒有簡單的、特異性的成像技術可以區分白色脂肪、棕色脂肪和米色脂肪。”只有復雜的和部分侵入性的正電子發射計算機斷層掃描（CT-PET）技術被用來區分白色和棕色脂肪沉著體。但是Kahn稱，這種技術是有限的，因為只有部分代謝活躍的棕色脂肪，才可以使用CT-PET檢測。

　　Wolfrum說：“我們現在有可能指導生物標志物，來開發追蹤和量化人類棕色脂肪的方法。我們能夠篩選棕色脂肪群體，并快速評估治療對棕色脂肪組織而不是脂肪活檢的影響。”

　　Kahn及其同事還設想，這些標記有一天會被用來開發脂肪細胞亞型特異性藥物傳遞系統。現在研究人員正在評估他們所發現的細胞表面蛋白的生理功能。

　　然而，Seale和Wolfrum警告說，棕色脂肪、白色脂肪和米色脂肪的性質，仍然有待商榷。

　　Seale稱：“這一領域所面臨的挑戰之一是，確定不同脂肪細胞類型的標記。這項研究可能僅僅是個起點。可以設想，為這些脂肪細胞發育過程中的不同前驅階段以及白色和棕色脂肪細胞不同亞型，確定一種標記物。”