科學家破解脂肪與器官「對話」機制：提供治療肥胖新思路

最近，研究人員通過實驗證實，脂肪細胞可以通過傳遞分子信息，管理遠距離器官（如肝臟）中的基因，從而與器官進行「對話」。此項發現對治療二類糖尿病和肥胖將有重大意義。

這一發現刊登在2月15日的英國《自然》雜誌上。來自哈佛大學醫學院和喬斯林糖尿病中心（Joslin Diabetes Center）的研究者托馬斯·湯莫（Thomas Thomou）帶領其團隊實驗證實，脂肪組織可釋放微小分子與身體器官進行溝通。

具體而言，脂肪會「寄」出miRNA這位攜帶信息的「信差」，通過外泌體這一「通信船」，抵達遠距離的器官並調控。脂肪在調控新陳代謝方面的作用高於科學家之前所想，這為細胞之間的通訊打開了研究新思路。同時，由於可以利用脂肪細胞研發基因治療方法，這項新發現也為一些疾病的治療，例如二類糖尿病和肥胖，提供了新的方案。

來自華盛頓特區兒童健康體系的羅伯特·弗萊斯塔特（Robert Freishtat）是一名小兒科醫師，同時也是新陳代謝類疾病（如糖尿病、肥胖）的研究人員，但他沒有參與這項最新研究。據弗萊斯塔特介紹，長久以來科學家們都知道脂肪和各類疾病的發展有關，但並不完全了解脂肪組織是如何影響遠距離的器官及其運作的。

miRNA和外泌體是什麼？

解釋miRNA，要從生命體的運轉流程說起。DNA是負責引導生物發育與生命機能運作的「司令」，但具體的生物功能都由蛋白質來執行。所以，DNA需要先轉錄成為RNA，再通過RNA翻譯成蛋白質。這個過程稱為基因表達，其中，RNA充當了中介的角色。

外泌體是直徑為50-200納米的脂質包裹體結構，幾乎所有類型的細胞，都可以產生並釋放外泌體。

囊包狀的外泌體像一艘「通信船」，經細胞分泌釋放後，裝載著一些物質，在血液等體液內流通，進入另一個細胞，把這些進行物質卸載。完成通訊「使命」後，外泌體又可被其他細胞吞噬。miRNA就是其中一種能被裝入到外泌體中的物質，目的是防止miRNA被降解，使其穩定存在。

外泌體中的miRNA部分來自脂肪

為了更好地理解miRNA是怎麼為脂肪組織「效勞」的，在第一個實驗中，研究人員去除了實驗鼠脂肪細胞中的關鍵miRNA加工酶，這意味著這批小鼠無法再生成miRNA。結果發現，比起正常的小鼠，去除了關鍵miRNA加工酶的小鼠無法有效地生產葡萄糖，更重要的是，外泌體中的miRNA總數也下降。

在這基礎上，研究者將正常小鼠的脂肪轉移到去除了關鍵miRNA加工酶的小鼠體內，結果顯示改造過的小鼠的循環系統中，外泌體中的miRNA數量得到了修復。這一結果說明循環系統中的眾多miRNA來自脂肪。

脂肪中的miRNA「搭乘」外泌體，「抵達」遠距離器官

為了探究脂肪是不是會利用miRNA與其他身體組織進行通訊，研究人員設計了第二個實驗。在一組正常的小鼠中，研究人員改造了棕色脂肪細胞，使其生成人源miRNA，而這些人源miRNA會被裝載於外泌體之中。另一組正常的小鼠則被改造了肝臟細胞，使其能生成熒光分子靶標，用來「偵查」人源miRNA。

之後，研究人員將來自第一組小鼠（被改造棕色脂肪細胞）的外泌體注入第二組小鼠（被改造肝臟細胞）。結果顯示，由於第一組小鼠外泌體中的人源miRNA對熒光靶起了作用，抑制了靶細胞的生成，第二組小鼠的肝臟細胞熒光性顯著下降。這證實了脂肪組織可以通過外泌體中的miRNA與肝臟進行通訊，同時管理基因表達。

研究人員表示，此項發現不僅提供了一種新的視野，解釋了人體組織通訊的路徑是什麼樣的，同時也為改變疾病狀態提供了一種新的方法。

湯莫和他的團隊計劃繼續在其他不同組織中探究各自miRNA的特徵，以此來確認除了miRNA之外，還有什麼其它物質一起被包裹在外泌體內。

對弗萊斯塔特而言，這項新的研究工作令人感到振奮，彌補了小鼠模型和人體研究之間的距離。他說，這是一項巨大的工程，我們才剛剛掀開外泌體的面紗，剛剛開始研究他們是如何管理體內進程的。