内分泌

揭开脂肪细胞的“身份迷局”:能量代谢与乳腺生理的桥梁

作者:医学论坛网 来源:医学论坛网 日期:2025-11-06
导读

         传统观点将脂肪组织视为静态的能量仓库,治疗手段也多聚焦于“消耗”或“切除”。但事实远比想象复杂:脂肪细胞并非只能“胖”或“瘦”,它们还能悄然“转变身份”,承担截然不同的生理角色。理解这种可逆的细胞“变身”机制,或许正是破解肥胖与代谢病治疗瓶颈的关键。

关键字:  脂肪细胞 

        导语:传统观点将脂肪组织视为静态的能量仓库,治疗手段也多聚焦于“消耗”或“切除”。但事实远比想象复杂:脂肪细胞并非只能“胖”或“瘦”,它们还能悄然“转变身份”,承担截然不同的生理角色。理解这种可逆的细胞“变身”机制,或许正是破解肥胖与代谢病治疗瓶颈的关键。

        脂肪细胞的“变形”奥秘,

        肥胖治疗的新靶点在哪里?

        肥胖已成为全球重大公共卫生问题,其与多种代谢性疾病密切相关,给公共卫生系统带来了沉重负担。尽管现有治疗方法包括饮食控制、运动疗法、药物治疗及手术干预等,但这些方法存在诸多局限性。药物治疗常受限于疗效欠佳与严重副作用,手术干预虽效果显著却具有侵入性及较高风险,并非所有患者都适用。传统研究多聚焦于脂肪细胞的能量储存与消耗功能,但对脂肪细胞的可塑性及其在不同生理条件下的转分化现象研究不足。近年来,研究开始关注脂肪细胞的转分化现象,但现有研究多集中于白色脂肪细胞(WAT)和棕色脂肪细胞(BAT)之间的相互转化,而对粉色脂肪细胞(PinkAT)的存在及其生理角色知之甚少。

        在此背景下,2025年4月,OE Obesity and Endocrinology杂志发表了一篇题为“The triangle of transdifferentiation in the adipose organ”的综述文章,系统总结了脂肪器官中白色、棕色和粉色脂肪细胞之间的转分化现象及其生理意义。该研究不仅揭示了脂肪细胞在不同生理条件下的相互转化机制,还提出了“转分化三角形”的新概念,为肥胖和代谢疾病的治疗提供了新的理论基础与潜在靶点,有望推动该领域的发展并为临床治疗带来新突破。

        脂肪细胞转分化的“三角关系”,

        如何重塑肥胖治疗策略?

        本综述系统总结了脂肪细胞的转分化现象,提出了“转分化三角形”的新概念,揭示了脂肪细胞在不同生理条件下的相互转化机制。作者详细描述了白色脂肪细胞(WAT)、棕色脂肪细胞(BAT)和粉色脂肪细胞(PinkAT)之间的复杂关系,为肥胖和代谢疾病的治疗提供了新的理论基础和潜在靶点。

        首先,WAT和BAT之间的相互转化已被广泛研究。在慢性寒冷暴露下,WAT可以转化为BAT以帮助产热;而在慢性能量过剩时,BAT可以转化为WAT以储存能量。这种转分化现象通过形态学分析、免疫组化和分子生物学等方法得到了充分证实。例如,研究发现,在慢性寒冷暴露下,WAT中的脂滴逐渐减少,线粒体数量增加,且线粒体形态逐渐转变为典型的棕色脂肪细胞线粒体,同时伴有解偶联蛋白1(UCP1)的表达增加(图1)。这些变化使得WAT逐渐获得BAT的特征,从而增强能量消耗和产热能力。

        注:(a)冷暴露小鼠皮下白色脂肪组织(wat)的光学显微图像。可观察到白脂肪细胞向棕脂肪细胞转化的各类中间形态。其中部分过渡型细胞呈现典型的“少脂滴”形态(paucilocular adipocytes),即胞质中以一个大型中心脂滴为主,周边伴有多个小脂滴。(b)paucilocular脂肪细胞对解偶联蛋白1(ucp1)呈现明显免疫阳性反应。(c)图a区域的透射电镜图像。(d)图c中方框区域的放大图,显示米色脂肪细胞中线粒体的超微结构特征。

图1

        其次,综述还揭示了粉色脂肪细胞的存在及其独特功能。粉色脂肪细胞是一种仅在妊娠期女性乳腺中出现的特殊脂肪细胞,其形态类似脂肪细胞但具有分泌乳汁的功能。研究通过遗传谱系追踪技术证实了白色脂肪细胞可以转化为粉色脂肪细胞,且这一过程是可逆的。例如,在妊娠期间,乳腺中的白色脂肪细胞逐渐转化为粉色脂肪细胞,以支持乳汁分泌(图2)。这一转分化过程不仅涉及细胞形态的变化,还包括功能的转变,如脂质代谢和蛋白质合成的重新编程。

        注:(a)妊娠第10–12天,腺泡由不含明显胞质脂滴的上皮细胞构成。(b)妊娠第17–18天,腺泡中出现大量胞质脂滴:即粉色脂肪细胞。其细胞核对转录因子elf5(上皮特异性区域转录因子)呈免疫阳性反应,是腺泡生成的经典标志。(c)粉色脂肪细胞对乳蛋白wap(乳清酸性蛋白)呈免疫染色阳性。(d)透射电镜下显示由粉色脂肪细胞形成的腺泡的腺体结构。(e)为图d中方框区域的放大图,可见粉色脂肪细胞腔面存在典型的乳蛋白颗粒(箭头),颗粒亦存在于腺泡腔内(箭头)。

图2小鼠乳腺腺泡结构的形态特征

        此外,作者还提出了“转分化三角形”的概念,即WAT、BAT和PinkAT之间存在一个动态的转分化网络。这一网络在维持能量平衡和适应生理需求方面发挥着关键作用。例如,在妊娠和哺乳期间,WAT转化为PinkAT以支持乳汁分泌,而在哺乳结束后,PinkAT又可以逆向转化为WAT,以恢复脂肪储存功能。同样,BAT在能量过剩时可以转化为WAT,而在能量需求增加时又可以逆转为BAT。

        这些发现对临床和学术领域具有重要价值。在学术层面,这些研究提供了脂肪细胞成熟后仍可实现可逆转分化的机制性视角,强调脂肪器官作为动态结构可在不同生理状态下参与能量调控与生殖适应。在临床层面,这些发现为肥胖和代谢疾病的治疗提供了潜在的新靶点。例如,通过调节脂肪细胞的转分化,可以增强能量消耗或改善能量储存,从而达到治疗肥胖的目的。此外,这些研究还为开发新型药物和治疗策略提供了理论基础,有望突破现有治疗手段的局限性。

        总结

        本综述围绕脂肪器官的可塑性,提出“白–棕–粉”三角转分化的概念,展示了脂肪细胞在不同生理状态下的可逆性身份转换:白脂肪与棕脂肪之间的转化调控能量代谢,而孕期皮下白脂肪向粉脂肪(泌乳腺泡细胞)的转分化,以及哺乳后期粉脂肪向棕脂肪的潜在转化,共同构成脂肪器官功能协作的基础。这一框架为理解脂肪组织在能量稳态与生殖适应中的作用提供了统一解释。虽然部分实验结果仍存在争议,但当前的形态学、谱系追踪及体外数据已初步支持多个转化路径的存在。未来有望通过单细胞测序和表观遗传分析等技术手段进一步明确细胞命运轨迹,推动对脂肪组织在代谢疾病和乳腺生理中的作用机制的深入认知。

        参考文献

        SAVERIO CINTI, The triangle of transdifferentiation in the adipose organ,Obesity and Endocrinology, Volume 1, Issue 1, January 2025,wjaf005,https://doi.org/10.1093/obendo/wjaf005

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