Cell Reports刘健/施国平合作发现肥大细胞调控脂肪棕色化的新功能和机制

来源：BioArt

脂肪组织作为一种动态和可塑的器官，具有对机体能量代谢和营养稳态的显著影响。环境、药物和营养刺激影响了脂肪组织的代谢表型和细胞组成。在人类和小鼠中，脂肪细胞能被分为单腔室的白色脂肪细胞和多腔室的棕色脂肪细胞。白色脂肪细胞以甘油三脂的形式储存化学能，而棕色脂肪细胞转化储存的化学能为热量。所以，靶向棕色脂肪细胞介导的产热以升高能量代谢，对于发现治疗肥胖和代谢疾病的新方法具有重要意义。

2019年7月16日，Cell Reports 在线发表了合肥工业大学食品与生物工程学院刘健研究组和美国哈佛大学医学院施国平研究组的最新合作研究成果Functional Inactivation of Mast Cells Enhances Subcutaneous Adipose Tissue Browning in Mice。该研究揭示了肥大细胞（mast cell，MC）调控脂肪细胞棕色化的新功能和机制。

在此前的研究中，刘健研究组和施国平研究组已合作发现，在喂以含胆固醇西方饮食的小鼠中，MC的遗传缺失和药物稳定能够降低饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗，说明了MC在西方饮食所导致的肥胖和糖尿病发生中发挥着重要调控作用，但是对于“脂肪组织MC是否在脂肪细胞棕色化和产热中发挥直接作用”仍不明确。

在这一最新的研究中，针对这一科学问题，研究人员发现，在正常饮食和注射肾上腺素激活剂去甲肾上腺素的情况下，相对于野生型对照小鼠，MC缺失的Kitw-sh/w-sh小鼠和用MC稳定剂DSCG处理的野生型小鼠都有升高的代谢率和皮下脂肪组织 (subcutaneous adipose tissue, SAT) 的棕色化。利用MC皮下回复技术，将MC回复到Kitw-sh/w-sh小鼠SAT中能够阻止这些改变。机制研究显示，MC功能失活，不仅提升了SAT中PDGFRα+脂肪细胞祖细胞的增殖，也加速了其向浅棕色脂肪细胞的分化。利用色氨酸羟化酶1（TPH1）抑制剂和TPH1缺失的MC，研究人员发现MC衍生的血清素抑制了SAT棕色化和系统的能量消耗。总之，在SAT中，MC的功能失活或MC中血清素的合成抑制，能够启动小鼠脂肪细胞的棕色化和系统的能量代谢。该研究的创新点如下：

1. MC功能失活升高了小鼠系统的产热和能量消耗。

2. MC功能失活提升了SAT产热基因表达和棕色化。

3. MC功能失活促进了SAT中PDGFRα+脂肪细胞祖细胞的增殖和棕色分化。

4. MC衍生的血清素抑制了SAT棕色化和系统的能量消耗。

肥大细胞调控脂肪细胞棕色化和产热的机制图

据悉，合肥工业大学食品与生物工程学院刘健研究组博士生张弦和王新是本文的并列第一作者，合肥工业大学食品与生物工程学院刘健教授和美国哈佛大学医学院施国平教授是本文的共同通讯作者。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.06.044