你是个成熟的脂肪细胞了，应该学会自己燃烧

中科院物理所 2021-12-20 13:48

最近，一则科技新闻让所有在减肥道路上受尽艰辛的人抱着炸鸡喝着奶茶乐开了花。

图源：广东卫视

报道称，暨南大学生物医学转化研究院尹芝南教授团队于11月24日，在顶级期刊Nature上发表论文，发现白细胞介素27（IL-27）可以直接靶向脂肪细胞，促进脂肪细胞产热，通过燃烧脂质，消耗热量。未来有望为治疗肥胖及其相关代谢性疾病（如II型糖尿病）提供新靶点，开发潜力药物。

图源：Nature

还有这种好事？我们真的可以让多余的脂肪细胞一夜之间变成熟，学会自己燃烧吗？让我们先冷静下来点个外卖，看看这项研究到底是什么样的。

白细胞介素（IL-27）是什么？

白细胞介素（简称白介素）是免疫细胞分泌的一种用于细胞间传递信号的分子，目前在人体中共发现有30多种白介素。免疫系统要正常发挥作用依赖白细胞介素的调节，它们在对抗病原体，炎症反应及抑制癌症等方面都起到重要作用。IL-27是白细胞介素中的一种，可作用于多种细胞，尤其是T细胞、B细胞和巨噬细胞。

说到这，很多人也许会疑惑：IL-27既然是给免疫系统干活的，跟脂肪细胞、减肥又有什么关系呢？

事实上，尹芝南教授长期从事免疫与健康方面的研究，他通过临床观察发现，在给一些肥胖症患者实施胃旁路手术（一种缩小胃容量的手术）后，他们的BMI指数有所降低，体内所含的IL-27有所提升。而跟正常体重人士相比，肥胖人士体内的IL-27要少得多。

图a，正常体重人士（黑点）与肥胖人士（红点）的血清中IL-27水平对比；

图b，肥胖症患者胃旁路手术后BMI指数（左侧图表）与血清中IL-27水平（右侧图表）的变化。黑色圆点是术前，红色方块是术后

图源：参考文献1

于是，尹芝南教授从2014年就开始思考能否从免疫系统的角度来研究肥胖。以往对肥胖影响因素的研究大都从环境与生活习惯、内分泌、肠道微生物等方面着手，从免疫系统入手为研究提供了新的方向和新的可能性。

最终，该团队发现IL-27可以直接作用于棕色脂肪与米色脂肪，促进燃烧产热，并改善胰岛素抵抗。

尹芝南教授团队

图源：暨南大学

我们想要扔掉哪部分脂肪？

脂肪细胞分为三种：白色脂肪细胞、棕色脂肪细胞和米色脂肪细胞。

图源：wiki

白色脂肪细胞

就是大家通常所说的脂肪。白色脂肪细胞中间有一个圆滚滚的大油滴（上图深黄色的部分），里面储藏着以备不时之需的脂质。虽然白色脂肪总是被大家嫌弃，但是适量的白色脂肪组织是人体必需的。

棕色脂肪细胞

与只有一个大脂滴的白色脂肪细胞不同，棕色脂肪细胞中有许多小脂滴，而且细胞内用于产生能量的线粒体大而丰富。棕色脂肪细胞是为了产热、抵御寒冷而生的，它通过细胞呼吸产生能量的效率是白色脂肪细胞的50倍。刚出生的哺乳动物以及需要冬眠的哺乳动物体内都有棕色脂肪细胞。

图源：www.eurekalert.org/news-releases/932958

人类出生时，体内大约有5%的棕色脂肪细胞，主要位于颈部、肩部以及背部。婴儿相较于成年人散热更快，也没有能力自己挪动到更温暖的地方，因而非常依赖棕色脂肪细胞来维持体温。

随着年龄的增长，棕色脂肪细胞会逐渐减少，以至于人们一度以为成人没有棕色脂肪细胞。多亏了造影技术的不断发展，科学家才通过PET/CT扫描发现成人的颈部、锁骨上方、脊椎边缘和肾脏周围仍然有棕色脂肪细胞。

CT/PET所显示的成年女性棕色脂肪组织

图源：wiki

米色脂肪细胞

1992年，一项研究发现如果将啮齿类动物长期暴露在寒冷环境中，或者长期使用β肾上腺素予以刺激，可在它们皮下的白色脂肪组织中发现有类似于棕色脂肪细胞的存在。这些通过后天刺激获得的脂肪细胞被命名为米色脂肪细胞，有分散的小脂滴也能够大量产热。小鼠的米色脂肪细胞主要出现于身体前部皮下和腹股沟处。

浅棕色部分即为小鼠的米色脂肪细胞所在的位置，而深棕色的是棕色脂肪细胞所在的位置

图源：参考文献6

在暨南大学团队的这项研究中，IL-27可直接作用于小鼠棕色脂肪细胞与米色脂肪细胞，促进它们产热消耗能量。给肥胖小鼠注射重组IL-27，可以显著减轻肥胖小鼠的体重，减少脂肪堆积，并改善胰岛素信号敏感性。

小鼠已经实现“躺瘦”，人类呢？

尚不确定此方法是否适用于人类，因为任何动物实验的结论都无法轻易照搬到人类身上。

现实中，棕色脂肪细胞和米色脂肪细胞并不像图里那样有明显的色差。研究人员得通过标志基因等分子生物学特征来识别小鼠体内的米色脂肪细胞，而且啮齿类的分辨标准并不完全适用于人类，这导致在人体中寻找并分辨米色脂肪细胞成了难题。

另外，让白色脂肪细胞“棕化”获得米色脂肪细胞的机制尚未完全解析清楚。科学家找到的诱导因素有冷暴露、儿茶酚胺、辣椒素、去甲肾上腺素以及其他许多激素和生长因子等。但其中大部分案例要么是在极端情况下获得的，要么就是在体外培养中获得的实验结果，无法确切还原人体内米色脂肪细胞是如何出现的。

看到这里，别沮丧！任何研究从理论到实际应用都有很多难题要攻克。虽然减肥心切的人不能马上给自己整点儿白细胞介素IL-27，但既然这项研究已经表明IL-27水平降低与人类肥胖和II型糖尿病有关，且人类体内确实含有棕色脂肪细胞，也有获得米色脂肪细胞的潜能，那么等到机制进一步解析清楚，大家就离最终的解决方案又进了一步。

图源：Nature

不过，就算未来IL-27疗法能用于治疗人类肥胖症、II型糖尿病等一系列疾病，那它肯定也和其他医疗手段一样有相应的使用适应症。例如上文提到的胃旁路手术治疗肥胖，需要BMI超过30，或BMI超过28合并有糖尿病、高血压、高血脂等代谢疾病，医生才会推荐手术。

BMI超过30是什么概念？举个具体的例子，就是在没有其他代谢疾病的情况下，身高165cm体重82kg或身高180cm体重98kg。

所以，没有超重却被“好女不过百”等言论所诓骗，或体重无所谓但就想腿细点腰细点的朋友们，就不要指望往后能靠一针IL-27解千愁，医生可能会给你开出「戒某书某音上看网红秀身材3个月，减少不必要的外貌焦虑」这样的处方。

图源：稿定设计

另外，IL-27虽然是一种人体内天然存在的物质，但它有其他复杂的作用。例如研究显示它在一些癌症中（如头颈部鳞癌、食管癌等）起到抑制癌症的作用，却在另一些癌症中（如前列腺癌、三阴乳腺癌和皮肤黑色素瘤）起促进癌细胞发展的作用。所以在人体内IL-27水平正常的情况下，能不能给人再补充点以便让人能多吃点汉堡、薯条、红烧肉，医生们理应会有诸多考量。

不管怎样，医疗技术的发展总在不断为人类健康谋求福祉，给人带来新的希望。相信总有一天那些需要帮助的人能得到相关的药物去治愈疾病，健康生活。

参考文献

[1]. Wang, Q., Li, D., Cao, G. et al. IL-27 signalling promotes adipocyte thermogenesis and energy expenditure. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04127-5

[2]. 贺媛，赵小兰，曾强，城市成人超重、肥胖、中心性肥胖的流行特征和相关危险因素分析[J]. 实用预防医学，2015年4月, 22（4）

[3]. Porter C, Herndon DN, Chondronikola M, Chao T…,Human and Mouse Brown Adipose Tissue Mitochondria Have Comparable UCP1 Function. Cell Metab. 2016 Aug 9; 24(2):246-55.

[4]. Cousin B, Cinti S, Morroni M, Raimbault S, Ricquier D, Pénicaud L, et al.Occurrence of brown adipocytes in rat white adipose tissue: molecular and morphological characterization[J]. Cell Sci, 1992, 103:931-942.

[5].Kiefer, Florian W. “The significance of beige and brown fat in humans.” Endocrine connections vol. 6,5 (2017): R70-R79. doi:10.1530/EC-17-0037

[6]. Cohen, P., Kajimura, S. The cellular and functional complexity of thermogenic fat. Nat Rev Mol Cell Biol 22, 393–409 (2021). https://doi.org/10.1038/s41580-021-00350-0

[7]. 汪凯, 任安经, 章卫平. 米色脂肪：一种新型的脂肪[J]. 第二军医大学学报, 2014, 35(2): 195-199

[8]. Wang Q, Zhang M, Ning G, Gu W, Su T, Xu M, Li B, Wang W. Brown adipose tissue in humans is activated by elevated plasma catecholamines levels and is inversely related to central obesity. PLoS One. 2011;6(6):e21006. doi: 10.1371/journal.pone.0021006.

[9]. Lee P, Swarbrick MM, Zhao JT, Ho KK. Inducible brown adipogenesis of supraclavicular fat in adult humans. Endocrinology. 2011 Oct;152(10):3597-602. doi: 10.1210/en.2011-1349.

[10].Virtanen KA, Lidell ME, Orava J, Heglind M, Westergren R, Niemi T, Taittonen M, Laine J, Savisto NJ, Enerbäck S, Nuutila P. Functional brown adipose tissue in healthy adults. N Engl J Med. 2009 Apr 9;360(15):1518-25. doi: 10.1056/NEJMoa0808949. Erratum in: N Engl J Med. 2009 Sep 10;361(11):1123.

[11]. M. Matsui, T. Kishida, H. Nakano et al., “Interleukin-27 activates natural killer cells and suppresses NK-resistant head and neck squamous cell carcinoma through inducing antibody-dependent cellular cytotoxicity,” Cancer Research, vol. 69, no. 6, pp. 2523–2530, 2009

[12]. L. Liu, S. Wang, B. Shan et al., “IL-27-mediated activation of natural killer cells and inflammation produced antitumour effects for human oesophageal carcinoma cells,” Scandinavian Journal of Immunology, vol. 68, no. 1, pp. 22–29, 2008.

[13]. Marina Fabbi, Grazia Carbotti, Silvano Ferrini, "Dual Roles of IL-27 in Cancer Biology and Immunotherapy", Mediators of Inflammation, vol. 2017, Article ID 3958069, 14 pages, 2017. https://doi.org/10.1155/2017/3958069

[14]. 朱汉斌中国科学报，科学家首次发现白细胞介素27信号可燃烧脂肪[OL]. （2021-11-26）https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/11/469724.shtm

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

来源：上海科技馆