燃脂不积极 神经有问题?瘦素发现者团队《自然》最新发文

来源: 学术经纬  2020-07-28 A- A+

减肥是现代人越来越关注的一个话题。目前为止,最有效的减肥方式或许就是截肢抽脂“管住嘴、迈开腿”了。虽说靠节食和运动来减肥在普通人看来是个常识,但有意思的是,在科学家们看来,为什么这么做能促进燃脂,背后的因果关系还一直是个谜,也就为开发有效的减肥疗法造成了困难。

不过,近日发表在《自然》的一篇论文中,来自洛克菲勒大学(The Rockefeller University)的研究团队利用小鼠模型,发现了燃脂的奥秘。该研究指出,真正引燃体内储存脂肪的,是嵌入在脂肪组织中的一类神经。如果缺少合适的刺激,这些支配脂肪的神经会集体萎缩;相反,如果接收到正确的信号,这些神经将展现出惊人的生长能力,促进高效燃脂。

研究机构的新闻表示,“这一发现如果后续在人类中得到证实,将推动肥胖以及肥胖相关疾病的研究,并可能针对脂肪中的神经开发出新的疗法。”

领衔这项研究的是著名遗传学家、瘦素基因发现者Jeffrey Friedman教授。瘦素,顾名思义与“瘦”有关,是一种调节能量平衡和体重的重要分子。1994年,Friedman教授的研究团队首次发现了这种激素,它主要由白色脂肪组织中的脂肪细胞分泌,会向大脑报告机体脂肪含量,使神经系统抑制食欲,并增加能量消耗。

这支研究小组通过实验发现,如果小鼠无法自己产生瘦素,比如编码瘦素的Ob基因发生缺陷,那它们将会变得“好吃懒动”,体重可发展到正常小鼠的3倍以上。更奇怪的是,都说胖子自带“隔热垫”不怕冷,但Ob基因缺陷型小鼠却比正常小鼠还怕冷。而这一切都是因为瘦素的缺失,它们不能正常地通过燃烧脂肪来产生热量。

此时,只要来一针瘦素,小鼠们就开始吃得少、动得多,也更耐寒。不过,真正神奇的变化要等到持续注射瘦素两周以后,小鼠体内储存的白色脂肪开始正常分解,另一种脂肪组织——褐色脂肪也恢复燃脂产热的功能,动物开始变瘦。

注入瘦素可以很快让动物变得少吃多动,但其燃脂减肥效果却不是立竿见影?这种“滞后”常常让刚开始减肥的人感到灰心,但科学家好奇背后的原因。他们猜测,相对缓慢的反应可能与大脑以外的神经变化有关。

于是,研究小组利用一种新开发的神经元成像技术观察脂肪内的神经,并追踪它们与大脑相关区域的连接关系。这让他们发现,瘦素的注入能够极大地促进脂肪组织中交感神经的发育。

▲左边一组图显示,在瘦素不足(ob/ob)的小鼠体内,支配脂肪的神经发生萎缩;右边一组图显示,注射瘦素两周后,两类脂肪组织中的交感神经重新生长(图片来源:参考资料[1])

究其原因,原来瘦素将脂肪含量信息传递给大脑的下丘脑区域,而下丘脑的神经环路会产生促生长的信号分子BDNF,通过脊髓传回到支配脂肪的神经元。有了这套反馈机制,瘦素就好像脂肪的信使,可以告诉大脑到底需要多少神经来处理掉多余的脂肪。

“通常我们知道,神经系统的结构在动物幼年的发育过程中会显著改变,但我们没有料到,成年动物身上会发现如此剧烈的神经可塑性。”Friedman教授强调。

▲脂肪组织分泌瘦素,通过下丘脑和生长信号影响支配脂肪的神经,形成了一套反馈机制(图片来源:参考资料[1])

这一发现让科学家们对开发减肥疗法有了新的认识。过去人们注意到一个奇怪的现象:既然瘦素分子主要由脂肪细胞产生,那肥胖人士拥有饱满的脂肪细胞,理应产生更多的瘦素,为什么还是会肥胖?而且,一些早期临床试验显示,给肥胖症患者额外补充瘦素后,有些人会出现对瘦素的“抵抗”。看起来,大脑对这种持续产生的过量信号放弃了处理,仿佛在说:“吃吧,你随便胖!

现在,我们或许可以考虑利用新的途径绕过大脑对瘦素的抵抗作用了。“我们在这项研究中观察到,瘦素抵抗的肥胖小鼠与缺乏瘦素的动物类似,脂肪的神经支配变少了。”Friedman教授说,“因此我们推测,假如能直接激活支配脂肪的神经,让它们恢复燃脂的能力,动用储存的脂肪,将不失为治疗肥胖的一种新途径。”

参考资料

[1] A leptin–BDNF pathway regulating sympathetic innervation of adipose tissue. Nature https://www.nature.com/articles/s41586-020-2527-y

[2] How neurons reshape inside body fat to boost its calorie-burning capacity. Retrieved July 24 2020, from https://www.rockefeller.edu/news/28567-leptin-neurons-restructuring-inside-fat-tissue/

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