随着年龄增长,我们的身体开始出现微妙却显著的变化。其中一个广泛被调侃、又令人苦恼的现象就是——“中年发福”。数据显示,全球30-49岁人群中,超43%面临
更扎心的是,许多中年人即使保持与年轻时相同,甚至更健康的饮食、运动习惯,还是难逃腰围渐长,体重上升的趋势。传统解释总归咎于"年纪大了,代谢变慢",但这个模糊的借口显然无法平息科学家的好奇心——中年人的脂肪细胞里,是否藏着一个被忽视的"叛徒"?
近期,《自然·通讯》上的一篇研究给出了答案:脂肪组织中的“快递员”——脂肪祖细胞(APCs)分泌的细胞外囊泡(EVs),竟是中年肥胖的“隐形推手”!研究发现,中年人的APCs分泌的EVs中,关键抗炎分子miR-145-5p大幅减少,导致脂肪组织慢性炎症(俗称“炎性衰老”),最终引发代谢紊乱。更酷的是,团队还设计出靶向脂质体,成功将miR-145“快递”到脂肪巨噬细胞,逆转中年小鼠的肥胖!这项研究不仅揭开了中年发福的分子黑匣子,更为抗肥胖药物研发提供了全新靶点。
那么,什么是细胞外囊泡呢?
在人体这个庞大的“细胞城市”中,细胞之间并非孤岛,它们时刻保持着联系。除了经典的激素和神经传导方式外,细胞外囊泡(EVs)是一种被近年生物医学研究高度关注的新型“通讯工具”。
EVs是细胞通过胞吐作用释放出的纳米级膜泡,直径通常在30–150纳米之间。它们像“快递小车”一样,携带着蛋白质、脂类、mRNA和微小RNA(microRNA, miRNA)等多种生物分子,在细胞间穿梭,把“指令”精确送达目的地。这些EVs能够调控炎症、代谢、免疫反应等多个关键过程,在肥胖、糖尿病、心血管疾病乃至肿瘤的发生发展中,扮演着“幕后调控者”的角色。
高脂饮食实验揭示:中年鼠比年轻鼠更容易胖
为了验证“中年更容易胖”是否存在明确生理基础,研究团队采用了年龄对照的小鼠模型:3个月大的小鼠代表“年轻人”,而12个月大的小鼠对应“中年人”。
两组小鼠接受4周高脂饮食(HFD)喂养。结果显示,中年小鼠体重增长显著更快,同时表现出更严重的
通过进一步比较小鼠多个代谢器官(如肝脏、骨骼肌和白色脂肪组织)的转录组变化,研究发现:只有白色脂肪组织(WAT)在中年小鼠中发生了显著转录组重编程,差异表达基因数量远高于其他器官,提示WAT可能是导致中年肥胖的“第一站”。
脂肪祖细胞老了,快递也“发不动了”
那么,在WAT中,哪个细胞亚群“出了问题”?
研究团队对年轻与中年人群的脂肪组织进行了单核RNA测序(snRNA-seq),识别出25个细胞亚群。其中,APCs——也就是负责脂肪组织更新和分化的脂肪祖细胞,在中年样本中表现出最显著的衰老特征。这些细胞不但数量减少,还表现出明显的衰老标志(如p16、p21、p53等基因上调),其分泌的EVs也发生了显著变化。
进一步分析发现,中年APCs分泌的EVs中,关键的抗炎miRNA——miR-145-5p,相较年轻人急剧减少。
失去miR-145的EVs,抑制不了“暴走巨噬细胞”
巨噬细胞(Macrophages)是脂肪组织中的“免疫哨兵”,它们有两种“性格”——M1型是“火爆脾气”,负责清除感染,但也容易引发慢性炎症;M2型则温和修复,维持组织稳态。
实验显示,年轻APCs释放的EVs能够被巨噬细胞吞噬,运送miR-145-5p,有效抑制M1型巨噬细胞的活化和促炎因子表达。而中年APCs由于EVs中miR-145含量不足,对巨噬细胞的“管束力”减弱,M1巨噬细胞“失控”,导致脂肪组织慢性低度炎症(inflammaging),这正是中年肥胖和代谢紊乱的重要推动力。
机制研究进一步发现,miR-145的关键靶点是SELL(L-selectin),这是一种参与细胞黏附与迁移的分子,其上调可激活NF-κB信号通路,驱动巨噬细胞极化为M1型。通过miR-145对SELL的直接抑制,EVs可以调控免疫平衡,减轻炎症。
“补快递”实验:递送miR-145,就能瘦!
如果问题出在miR-145送不到位,那是否可以“补上”它呢?
研究人员设计了一种靶向巨噬细胞的阳离子脂质体(miR-145@tar-lip),模拟EVs功能,专门装载miR-145,并通过尾静脉注射递送到中年小鼠体内。
结果令人振奋!接受miR-145脂质体治疗的中年小鼠,在高脂饮食下体重增长显著减缓,脂肪组织炎症水平下降,胰岛素敏感性提升,代谢功能得到有效恢复。更重要的是,这种脂质体能精确送达脂肪组织中的巨噬细胞,发挥定点作用,几乎无副作用!
小结
这项研究首次揭示了中年人更易肥胖的原因:随着脂肪祖细胞的衰老,其分泌的细胞外囊泡(EVs)无法有效传递抗炎信号(miR-145-5p),导致巨噬细胞失控,引发脂肪组织炎症和代谢紊乱。
这也意味着,中年肥胖并非简单的“吃得多、动得少”,而是深层的细胞通讯障碍所致。
值得一提的是,miR-145不仅调控炎症与肥胖,其在心血管疾病、肿瘤甚至神经退行性疾病中也展现出多重作用。因此,以EVs为“载体”、miRNAs为“药物”的策略,有望在多个领域拓展应用。
下一步,科学家们可能会尝试开发口服或皮下注射形式的EVs模拟物,降低治疗门槛;也可能将EVs工程化、定制化,用于个性化代谢干预。总之,未来的减肥药,或不再是依赖抑制食欲或加速代谢,而是恢复“细胞间的顺利沟通”。是不是听着超厉害!让我们一起来期待吧!
参考文献:
1. Kumar, M.A., Baba, S.K., Sadida, H.Q. et al. Extracellular vesicles as tools and targets in therapy for diseases. Sig Transduct Target Ther 9, 27 (2024). https://doi.org/10.1038/s41392-024-01735-1
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来源:生物谷
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