葡萄牙研究人员在老鼠身上找到前所未见、燃烧内脏脂肪的系统

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对老鼠做的一系列新实验揭晓了一个关键过程,关于大脑与免疫系统是如何沟通来燃烧掉深藏的内脏脂肪(visceral fat)。这是第一次,科学家们辨识出直接连接到脂肪控制的神经-免疫途径,而虽然这些发现目前仅限于老鼠,但研究作者们对于这个系统延伸到其他哺乳动物身上亦抱持希望,例如人类。

找寻控制机制

内脏脂肪、或是深层脂肪,是包覆腹部器官的黄色物质。如同大部分型态的脂肪,其存在对于维持人体的基本功能是重要的。但是,如果脂肪累积太多,它可能亦会造成健康问题,例如心脏病与癌症。

知道脂肪是如何累积的,这在未来有一天可能可以帮助我们应付人类肥胖与肥胖有关的疾病,但是这个过程是相当复杂的。

近年来,科学家们开始怀疑神经系统与免疫系统两者一起运作来控制内脏脂肪。毕竟,这种深层的黄色物质不仅仅包覆着神经纤维,还容纳了免疫细胞。但是,这两者之前的连接难以被发现。

先前,由这些研究人员在实验室进行的研究发现,在肺部周围的深层脂肪是由神经细胞与免疫细胞之间的信息来控制的,但是当研究人员观察在老鼠的卵巢或睪丸周围的深层脂肪时,他们并没有发现如此的信息沟通。

葡萄牙查帕里莫未知研究中心(Champalimaud Center for the Unknown)的分子生物学家安娜·菲莉芭·卡多索博士解释(Ana Filipa Cardoso):「神经元与免疫细胞之间并没有进行交流,因此,我们调查了组织当中的其他候选人,并终于遇见一个没有意料到的『中间人』。」

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间质细胞(mesenchymal cells,MSCs)曾经被认为仅是细胞旁观者,结果现在变成了一个关键的调解者。事实上,MSCs都相当程度地被科学家所忽视,直到最近。

一样来自查帕里莫未知研究中心的免疫学家亨利克·维加-费南德斯博士(Henrique Veiga-Fernandes)说:「广泛被流传的观点是,MSCs主要制造组织支架,而在这支架之上,其他细胞得以运作。然而,科学家们在这之后发现,MSCs还执行着多种必要的活性作用。」

当研究人员燃烧掉在老鼠深层脂肪中的MSCs后,附近的免疫细胞,2型先天性淋巴细胞(type 2 innate lymphoid cells,ILC2)即停止调节脂肪的生长。

信息来源

为了追踪刺激MSCs回到它们原本来源处的神经,研究人员注射了一种会发光的反转录病毒至老鼠的神经之中。内脏脂肪最终所收到的外部信息似乎是来自于大脑、中脑、杏仁核(amygdala)与下视丘(hypothalamus)中离散的区域。

有鉴于下视丘的核在调节身体的新陈代谢上是多么的重要,研究作者们假设了大脑中的这个区域是脂肪控制的中心。从这里,信息被送出至深层脂肪中特定的免疫细胞,以确保整个身体当中的能量平衡。

对于肺周围的内脏脂肪而言,这些神经信息似乎会直接抵达ILC2。但是在性腺当中,这些信息仿佛得先经由MSCs「翻译」过后,才能被送到附近的免疫细胞,来调节脂肪的新陈代谢。

维加-费南德斯博士说:「这好像是说,神经细胞与免疫细胞不会讲同一种语言,因此必须靠MSCs担任口译员来帮忙沟通。从更大的背景来看,这确实合理。MSCs有效地组成了组织的『生态环境』,因此它们很适合帮忙调节其他细胞的活动。」

未来展望

根据维加-费南德斯博士,这项研究是第一个清楚的例子,关于指示免疫细胞来燃烧脂肪的人体-大脑回路。而且,它让科学家们感到有望,希望未来有一天我们能够模仿这个过程来控制深层脂肪,避免它们储存至有害的程度。

当然,还有很多我们所不知关于ILC2s的事,以及它们是如何控制内脏脂肪的,但是我们已经知道它们是从哪里得到信息的这项事实会是一个很棒的出发点。

接着,研究人员首先想要知道,是什么可能驱动了下视丘的核,使其送出燃烧脂肪的信息到身体的各个部分。另外,为何有些储存的内脏脂肪具有可直接被交感神经所支配的ILC2s,但是其他的就必须倚赖像是MSCs的帮助,这些也是值得探索的事物。

维加-费南德斯博士说:「在像这样的计划当中,最具挑战的事情就是,你真的是在最前端进行研究。这已经不再是免疫学,也不是神经科学了。你必须要专精于跨学科或多学科的技术与方法。它们有些甚至不存在,而你必须从头开始研发它们。但同时地,概念上的挑战很令人振奋;我们的确在向未知的领域迈进。」

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