新研究表明,中年时期腰围变粗的原因终于找到了——衰老会促使干细胞“全力运转”,生成更多腹部脂肪。
洛杉矶,2025年4月25日 —— 众所周知,随着年龄增长,我们的腰围往往会变粗,但这不仅仅是外表问题。腹部脂肪会加速衰老、减缓新陈代谢,并增加患糖尿病、心脏病及其他慢性疾病的风险。然而,究竟是什么让原本紧致的腹部在中年变得松弛,其背后的机制一直模糊不清。
现在,美国顶尖癌症研究和治疗机构之一——希望之城(City of Hope)的一项临床前研究揭开了与年龄相关的腹部脂肪堆积的细胞“罪魁祸首”,为中年腰围变宽的原因提供了新见解。这篇发表于《科学》(Science)期刊的研究成果,指出了一个未来疗法的潜在靶点,或可预防腹部脂肪堆积,延长健康寿命。
“人们随着年龄增长,即使体重保持不变,也会失去肌肉并增加体脂,”该研究的共同通讯作者王琼(Qiong (Annabel) Wang)博士表示。她是希望之城阿瑟·里格斯糖尿病与代谢研究所(Arthur Riggs Diabetes & Metabolism Research Institute)分子与细胞内分泌学副教授,也是世界领先的糖尿病生物学与治疗研究机构之一的核心成员。“我们发现,衰老会触发一种新型成体干细胞的出现,并增强身体大规模生成新脂肪细胞的能力,特别是在腹部区域。”
与加州大学洛杉矶分校(UCLA)实验室的共同通讯作者杨霞(Xia Yang)博士合作,科学家们进行了一系列小鼠实验,并在人类细胞上验证了结果。王博士及其团队专注于白色脂肪组织(WAT),这是导致年龄相关体重增加的脂肪组织。
尽管众所周知脂肪细胞会随着年龄增长而变大,但科学家们怀疑WAT还通过生成新脂肪细胞来扩张,这意味着它的增长潜力可能是无限的。
为了验证这一假设,研究人员将注意力集中在WAT中的脂肪祖细胞(APCs),这是一类可以演变成脂肪细胞的干细胞。
希望之城团队首先将年轻和年长小鼠的APCs移植到另一组年轻小鼠体内。来自年长小鼠的APCs迅速生成了大量脂肪细胞。
然而,当团队将年轻小鼠的APCs移植到年长小鼠体内时,这些干细胞并未生成太多新脂肪细胞。结果表明,年长的APCs能够独立生成新脂肪细胞,与其宿主的年龄无关。
通过单细胞RNA测序,科学家们进一步比较了年轻和年长小鼠APCs的基因活动。虽然在年轻小鼠中几乎不活跃,但APCs在中年小鼠中被“唤醒”,开始大量生产新脂肪细胞。
“大多数成体干细胞的生长能力会随着年龄增长而减弱,但APCs的情况恰恰相反——衰老解锁了这些细胞进化和扩散的能力,”希望之城分子与细胞内分泌学系主任阿道夫·加西亚-奥卡尼亚(Adolfo Garcia-Ocana)博士说道。他同时也是鲁思·B. 和罗伯特·K. 兰曼基因调控与药物发现研究讲席教授。“这是我们首次证明,腹部脂肪随年龄增长而增加,是因为APCs高产出新脂肪细胞。”
衰老还将APCs转化为一种新型干细胞,称为“已承诺前脂肪细胞”(committed preadipocytes, age-specific,简称CP-As)。这种细胞在中年时期出现,积极生成新脂肪细胞,解释了为何年长小鼠更容易增重。
一种名为白血病抑制因子受体(LIFR)的信号通路在促进CP-As增殖并演化为脂肪细胞方面发挥了关键作用。
“我们发现,身体制造脂肪的过程由LIFR驱动。年轻小鼠不需要这一信号来生成脂肪,但年长小鼠则需要,”王博士解释道。“我们的研究表明,LIFR在触发CP-As生成新脂肪细胞及扩展腹部脂肪方面起着至关重要的作用。”
通过单细胞RNA测序分析不同年龄段的人类样本,王博士及其团队还在实验室中研究了人体组织中的APCs。他们同样发现了类似的CP-A细胞,并且在中年人群的组织中数量显著增加。这一发现也表明,人类的CP-As具有强大的生成新脂肪细胞的能力。
“我们的研究强调了控制新脂肪细胞形成的必要性,以应对与年龄相关的肥胖,”王博士说。“了解CP-As在代谢紊乱中的作用以及这些细胞如何在衰老过程中出现,可能会带来减少腹部脂肪、改善健康和延年益寿的新医学解决方案。”
未来的研究将集中于在动物模型中追踪CP-A细胞,在人体中观察这些细胞,并开发消除或阻断这些细胞的新策略,以防止与年龄相关的脂肪堆积。
本研究的第一作者是希望之城的王冠(Guan Wang)博士和加州大学洛杉矶分校的李高岩(Gaoyan Li)博士。
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