脂肪组织的调色板:多种功能和非凡的可塑性

尽管脂肪组织在保暖、保护、激素合成、特别是储存能量等功能方面的相关作用已被公认，但直到最近几十年，脂肪组织才因其在人体中臭名昭著的内分泌和代谢功能而在解剖学和生理学领域得到了极大的重视[1,2]。毫无疑问，它储存和释放可用能量的能力被认为对人类的生存和新陈代谢至关重要。通过以三酰基甘油的形式储存的脂质，人类能够在食物短缺的时期生存下来，这种储备为长距离的狩猎活动、寻找住房和征服领土提供了能量。然而，新的科学发现，脂肪组织的多功能性和非凡的可塑性使其承担起免疫代谢作用和控制身体能量消耗的主角角色。

脂肪是一种器官的解剖学储备，分为皮下腔室和内脏脂肪储备，位于纵隔、腹部和盆腔区[4]。综合其表型、功能作用和基因表达谱，脂肪组织可分为白色、棕色、米色或灰褐色和粉红色[5,6]。因此，脂肪组织成为重要的研究对象，因为该组织与肥胖和代谢性疾病直接相关，也与脂肪器官对代谢和环境改变的功能响应和可塑性有关[4,6]。我们提出了脂肪组织生物学类型的证据，并强调了这些分化细胞和可能的策略治疗。

多年来，人们观察到白色脂肪组织(WAT)，在人类看来是黄色的，更多地与脂质的储存和释放有关。解剖学上，大约90%的白色脂肪细胞在细胞质[4]中充满了甘油三酯的单眼液滴。白色脂肪细胞负责在空腹和进食间歇期间储存和释放能量。此外，白色脂肪组织及其内分泌活动有助于其他器官的病理改变，并与肥胖和相关代谢障碍的发展有关，内脏脂肪组织(Visceral adipose tissue, VAT)似乎比其他脂肪库更具有内分泌活性[7,8]。此外，WAT通过脂肪因子如瘦素和脂联素的分泌显示出显著的内分泌作用，这对控制食物摄入和葡萄糖稳态很重要。此外，脂肪组织肥厚与免疫细胞和促炎分泌的募集有关，这是胰岛素和瘦素信号抵抗在一些组织中的重要触发器，以及代谢紊乱的发展，如高血压、糖尿病和不同类型的癌症[9]。此外，这种炎症环境改变了脂肪中免疫细胞的分布，减少了M2巨噬细胞(抗炎)，增加了M1巨噬细胞(促炎)[10]。

另一方面，在这彩虹般的脂肪组织中，棕色脂肪组织(BAT)一直是许多近期研究的主题。BAT细胞的解剖结构表现为几个小的多室脂滴和细胞质中较高的线粒体含量。棕色是由于线粒体数量的增加。在线粒体之外，BAT表达了一种解偶联蛋白1 (UCP1)，它作为解偶联线粒体呼吸和更高氧化功能[11]的中介发挥着重要作用。在成人中，BAT在颈、锁骨上、腋窝、椎旁、纵隔和腹部[12]有小的分布。这一点很重要，因为研究人员曾一度认为这种脂肪只存在于小型哺乳动物和新生儿身上。此外，最近在人类和小鼠的分子作用激活剂中描述了一个重要的区别，这表明人类BAT产热是由β2-肾上腺素能受体触发的，而在小鼠中是由β3-肾上腺素能受体[13]触发的。因此，可以研究新的方法，以增加对BAT产热的认识。

棕色脂肪细胞也能够分泌内分泌因子，称为“蝙蝠因子”，作用于血糖和脂质代谢[11]。在“蝙蝠因子”中，来源于脂肪组织的神经调节素4 (NRG4)可作用于肝脏和全身胰岛素敏感性。此外，通过局部作用建立的抗炎作用和这种脂肪因子可能与NRG4的全身作用有关。BAT还分泌脂素，即12,13-二羟基- (9Z) -十八烯酸(12,13- dihome)。12,13- dihome增加了BAT中的能量消耗并促进了脂肪酸的吸收，似乎对在高能量需求条件下向器官提供脂肪酸具有重要作用，其细胞机制仍需进一步阐明。这些策略近期由Kang-Yun Lu等人讨论，未来以提高代谢效率为目标的基因治疗仍处于科学发展[15]。

有趣的是，WAT可以分化和共享棕色脂肪细胞的特征。这个过程被描述为褐变/褐变。米色细胞形态呈小脂滴状，线粒体含量增加，氧化能力[6]增加。β3-肾上腺素能刺激剂、冷暴露、特定营养和食物暴露的饮食策略以及体育锻炼等策略已被证明具有诱导褐变的能力，但临床研究具有挑战性，需要更多的研究[16-19]。米色脂肪细胞分泌NRG4和12,13- dihome。这种脂素增加以促进产热[14]。诱导褐变在肥胖症的治疗中很有前景[11,18]。

最后，在妊娠期和哺乳期，分泌乳汁的肺泡细胞呈粉红色，细胞质中有较高的脂滴和含乳汁的颗粒。这些细胞在妊娠过程中的主要差异是脂质[20]的含量。推测这些肺泡乳细胞来源于白色脂肪细胞，因此，这些细胞被命名为粉色脂肪细胞[21]。此外，在泌乳期[20]，粉色脂肪细胞可转变为白色和棕色脂肪细胞。

正如这里所讨论的，脂肪组织具有转分化和转化为具有不同生理特征的表型的可塑性，这种现象被称为彩虹脂肪细胞[22]。不同种类的脂肪细胞之间具有多种功能，包括能量储存、燃烧脂质产热、释放内分泌因子和泌乳。因此，对脂肪组织可塑性的研究，特别是对启动可塑性的迹象的研究，与指导脂肪组织可塑性的治疗方法的进展有关。营养过剩和衰老诱导脂肪器官可塑性的改变，并促进代谢后果，如糖尿病和癌症[4,6,22]。在解剖学和生理学领域，我们在彩虹上所拥有的东西可能具有重要的科学意义(图1)。

图1:色彩鲜艳的脂肪组织。脂肪细胞在解剖、生理和颜色上存在差异。WAT脂肪细胞与能量的储存和释放有关，而棕色和米色脂肪细胞与产热有关。最后，粉色脂肪细胞有储存脂质和含乳颗粒的能力。我们要感谢SMART Servier在这篇手稿中使用的图像(https://smart.servier.com）.

因此，脂肪组织的可塑性是近年来研究的一个重要课题，新的研究结果促使科学家对脂肪组织转分化相关因素进行研究。通过这个调色板，我们对脂肪组织、器官和功能有了新的认识，需要进一步的发现来增加对这道彩虹背景的认识。因此，人们有很大的期望，脂肪组织的活力将允许构建一系列有助于健康的新行动，特别是肥胖和代谢性疾病。