子科生物報道：由Miguel ángel del Pozo Barriuso教授領(lǐng)導(dǎo)的國家心血管研究中心（CNIC）的一個研究小組已經(jīng)確定了脂肪細胞的一種基本機制，使它們能夠安全地擴大以儲存能量。這個過程避免了組織損傷，并保護身體免受脂肪分子（脂質(zhì)）在不適當(dāng)?shù)牡胤椒e聚的毒性影響。該研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》雜志上，標(biāo)志著對代謝性疾病的理解取得了重大進展。此外，這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)新的治療策略打開了大門，以對抗與慢性能量過剩有關(guān)的疾病，如超重、肥胖、脂肪營養(yǎng)不良、代謝綜合征及其嚴(yán)重的心血管和代謝并發(fā)癥。

在以久坐不動的生活方式和高熱量飲食為特征的現(xiàn)代社會中，脂肪組織是代謝健康的關(guān)鍵決定因素。脂肪細胞可以擴大，以脂肪的形式儲存能量，防止多余的脂質(zhì)積聚在肝臟或血管壁（尤其是心臟和大腦）等器官中，從而造成無法彌補的損害。

然而，這個過程并非沒有風(fēng)險。當(dāng)脂肪細胞脂肪超載時，它們會破裂，釋放出有毒物質(zhì)，產(chǎn)生炎癥和代謝改變。

CNIC的研究檢查了脂肪細胞如何適應(yīng)承受與它們擴張以容納過量脂肪相關(guān)的機械應(yīng)力。

研究小組分析了caveolae小泡的作用，caveolae是細胞膜上的小內(nèi)陷，可以作為這些壓力的傳感器和減震器?！爱?dāng)脂肪細胞積累脂肪，其表面承受更大的拉伸應(yīng)力時，小泡變平，釋放出一層‘儲層’，使細胞在不破裂的情況下擴大。”相反，當(dāng)脂肪儲備減少時，這些結(jié)構(gòu)重新組合以減少多余的膜并恢復(fù)細胞穩(wěn)定性，”研究的第一作者María Aboy Pardal博士解釋說。

不僅僅是一個結(jié)構(gòu)支撐

除了物理上保護脂肪細胞外，caveolae還在協(xié)調(diào)細胞代謝方面發(fā)揮重要作用。Miguel ángel del Pozo Barriuso解釋說，在脂肪細胞擴張的過程中，“這些膜結(jié)構(gòu)的分子成分移動到其他細胞區(qū)室，傳遞調(diào)節(jié)代謝活動以匹配能量儲備水平的信號。”這種內(nèi)部交流的能力使小泡成為有效發(fā)揮小泡功能的關(guān)鍵因素?！?/p>

然而，當(dāng)這些結(jié)構(gòu)缺失或發(fā)生功能障礙時，脂肪細胞會變得更加堅硬，容易破裂，儲存能量的效率也會降低。結(jié)果，Aboy Pardal補充說，“是一種損害身體代謝健康的炎癥反應(yīng)。這種現(xiàn)象與脂肪營養(yǎng)不良等疾病有關(guān)，脂肪營養(yǎng)不良是指身體無法儲存脂肪，導(dǎo)致嚴(yán)重的代謝和心血管改變。”

CNIC的研究強調(diào)了caveolin-1 （Cav-1）的關(guān)鍵作用。為了使小泡在細胞膜機械張力的波動下正確地變平，Cav-1需要通過在特定氨基酸上添加一個磷酸化基團來進行化學(xué)改變，這一過程被稱為磷酸化。在這項研究中，研究人員開發(fā)了一種轉(zhuǎn)基因小鼠，它表達了一種不能被磷酸化的Cav-1的基因改變版本。這使得脂肪細胞無法對脂質(zhì)積累產(chǎn)生的機械張力做出正確的擴張反應(yīng)，嚴(yán)重限制了它們儲存能量和維持細胞完整性的能力。這種簡單機制的失敗最終導(dǎo)致脂肪營養(yǎng)不良及其嚴(yán)重后果。

Del Pozo Barriuso總結(jié)道：“這些結(jié)果讓我們更好地理解了脂肪組織是如何對與能量過剩相關(guān)的機械力做出反應(yīng)的。在肥胖和代謝綜合征的情況下，這種保護機制對于盡量減少機體損傷至關(guān)重要?！?/p>

該研究是由CNIC的轉(zhuǎn)基因、多能細胞技術(shù)、顯微鏡和組織病理學(xué)單位參與進行的。CNIC團隊還與來自馬德里材料科學(xué)研究所（ICMM， CSIC）、Investigación分子醫(yī)學(xué)研究中心Crónicas （CIMUS）、國家研究中心Oncológicas （CNIO）、生物化學(xué)調(diào)查研究所Sols-Morreale和Margarita Salas-CSIC研究中心Biológicas的研究人員合作。