子科生物報道：由Miguel ángel del Pozo Barriuso教授領導的國家心血管研究中心（CNIC）的一個研究小組已經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）在不適當?shù)牡胤椒e聚的毒性影響。該研究結果發(fā)表在《自然通訊》雜志上，標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的疾病，如超重、肥胖、脂肪營養(yǎng)不良、代謝綜合征及其嚴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險。當脂肪細胞脂肪超載時，它們會破裂，釋放出有毒物質，產生炎癥和代謝改變。

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

研究小組分析了caveolae小泡的作用，caveolae是細胞膜上的小內陷，可以作為這些壓力的傳感器和減震器?！爱斨炯毎e累脂肪，其表面承受更大的拉伸應力時，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，當脂肪儲備減少時，這些結構重新組合以減少多余的膜并恢復細胞穩(wěn)定性，”研究的第一作者María Aboy Pardal博士解釋說。

不僅僅是一個結構支撐

除了物理上保護脂肪細胞外，caveolae還在協(xié)調細胞代謝方面發(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，“這些膜結構的分子成分移動到其他細胞區(qū)室，傳遞調節(jié)代謝活動以匹配能量儲備水平的信號?！边@種內部交流的能力使小泡成為有效發(fā)揮小泡功能的關鍵因素?！?/p>

然而，當這些結構缺失或發(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。結果，Aboy Pardal補充說，“是一種損害身體代謝健康的炎癥反應。這種現(xiàn)象與脂肪營養(yǎng)不良等疾病有關，脂肪營養(yǎng)不良是指身體無法儲存脂肪，導致嚴重的代謝和心血管改變。”

CNIC的研究強調了caveolin-1 （Cav-1）的關鍵作用。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積累產生的機械張力做出正確的擴張反應，嚴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致脂肪營養(yǎng)不良及其嚴重后果。

Del Pozo Barriuso總結道：“這些結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的機械力做出反應的。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重要?！?/p>

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