生物探索|Nature：换季时瑟瑟发抖？可能是因为这种脂肪细胞太多了！
本文转载自“丁香学术”
人类是典型恒温动物 ， 人体的温度基本保持稳定 ， 也有研究表明人类的体温比 200 年前下降了 0.4 摄氏度 。 脂肪组织产热与皮肤散热在保证体温恒定上起着关键性作用 。 但是 ， 看似简单的体温维持 ， 还隐藏着更多的奥秘——
人们常常感叹 ， 为什么严寒酷暑我都能抗的住 ， 偏偏换季的几天瑟瑟发抖、常生病呢？体温维持机制在这其中发挥了什么作用呢？
这篇最新 Nature 文章或许能给出一定提示 。
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图片来源：Nature
2020 年 10 月 28 日 ， 来自苏黎世联邦理工学院 Wenfei Sun 博士与其导师 Christian Wolfrum 教授联手在最新一期的 Nature 上发表了题为 snRNA-seq reveals a subpopulation of adipocytes that regulates thermogenesis 的论文 ， 新发现了一种特殊的脂肪细胞对产热的负向调节作用 。
研究内容
我们体内的脂肪细胞主要由三类组成：负责储藏能量的白色脂肪细胞 ， 负责产热的棕色脂肪细胞 ， 以及介于两者之间的米色脂肪细胞 。 这些细胞在人体代谢中都扮演着极其重要的角色 。 尽管此前已经有研究对这些细胞进行了进一步细分 ， 但依旧不足以告诉我们 ， 脂肪是如何调节人体能量稳态的 。
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因此 ， 来自苏黎世理工的研究团队对不同温度环境中小鼠棕色脂肪组织进行了单细胞核 RNA 测序（single-nucleus RNA sequencing, snRNA-seq） ， 并在 8°C、室温以及 30°C 三种温度环境内的小鼠 BAT 中找到 10 个棕色脂肪细胞亚群 。 有趣的是 ， 这些细胞亚群与小鼠所处的环境出现了明显的相关性 。 比如 P1 与 P2 主要存在室温与低温环境的小鼠中 ， P3 存在于高温组中 ， P6-10 主要存在于低温组中 。 而三种条件下都检测出来带有相似细胞核的 P4 。
随后 ， 作者使用人体 BAT 进行了相同的试验 。 从 16 个人的数据中 ， 研究团队分出了 8 个细胞亚群 ， 并发现多个人体棕色脂肪细胞亚群也表达 P4 标记物 。 进一步分析证明 ， 人体 BAT 的 P4 细胞亚群占比远高于 P4 在 WAT 中的占比 。 这些数据初步表明 P4 细胞亚群在 BAT 中可能起到了重要的作用 。
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为了进一步剖析 P4 细胞亚群 ， 作者对 P4 最显著的标记物 Cyp2e1 进行了体内检测 。 免疫染色结果显示 ， Cyp2e1 阳性脂肪细胞在小鼠肩胛骨间棕色脂肪组织（iBAT）与毗邻的肩胛下白色脂肪组织（subscWAT）中广泛存在 ， 占总脂肪细胞的比例分别高达 10% 与 20% 。 通过对 P4 标记物与 BAT 和 WAT 中其他脂肪细胞的标记物库进行对比 ， 作者确认了 P4 不属于任何一种现存分类 ， 这是一种全新的脂肪细胞亚群 。
更值得注意的是 ， P4 细胞在低温组的 BAT 中出现了明显的下降 ， 而在高温组中出现了上升 ， 证明 P4 可能是随着温度升高而新形成的脂肪细胞 。 同时 ， 在人类深颈 BAT 中 ， 作者发现了比例更高的 P4 细胞亚群 ， 这或许是因为人类处在热平衡的环境（类似于小鼠的高温组）的时间远超小鼠 。
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通过电子显微镜的观测 ， 研究团队发现 P4 细胞的线粒体比其他脂肪细胞更小 ， 这证明这些细胞的功能可能受损 。 因此 ， 他们对 P4 细胞中于 Cyp2e1 共同表达的基因进行了筛选 ， 并发现一个于产热有关的基因 Aldh1a1 ， 该基因与 Cyp2e1 关系紧密 。 Aldh1a1 与 Cyp2e1 染色结果在各种脂肪组织中呈现出完美的重合 ， 进一步印证了它们的关系并不一般 。
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