在減肥領域,有一個極其反常識的幫手——脂肪組織。但它并非堆積在皮下或者器官周圍的白色脂肪組織(WAT),而是天生以產熱為生的棕色脂肪組織(BAT)。即使身體不發生顫抖,BAT也能有效地將身體中的能量轉換成熱量,這一過程在低溫的時候對穩定體溫非常關鍵。
過往研究認為,BAT中的線粒體蛋白UCP1是非顫抖性產熱的主要執行者,它可以阻斷線粒體的能量生產,使其更積極參與產熱過程。然而,一些小鼠實驗卻產生了令人困惑的結果:那些天然缺乏UCP1的小鼠并不會變得肥胖。這意味著,身體還可能存在其他的產熱機制,能夠繞開UCP1發揮作用。
本周,《自然》雜志一項新研究終于找到了這條全新的產熱通路。研究發現過氧化物酶體通過代謝一種特殊的脂肪酸——單甲基支鏈脂肪酸(mmBCFA),能獨立于UCP1實現高效產熱,并顯著影響全身能量平衡。這一發現不僅進一步提升了對能量代謝的理解,也為治療肥胖和糖尿病提供了新的潛在靶點。
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根據論文介紹,過氧化物酶體是一種存在于大多數真核細胞中的細胞器,主要負責解毒反應和特定脂類的代謝,例如超長鏈脂肪酸和膽汁酸中間體的β-氧化。另外,在基礎狀態下,過氧化物酶體可占細胞總耗氧量的20%,且這一過程不產生ATP,而是直接以熱的形式釋放能量。相對應的,BAT中的過氧化物酶體也非常豐富。
而mmBCFA則是一類結構特殊的脂肪酸,它們是由細胞自行合成,可經過支鏈氨基酸(如亮氨酸、異亮氨酸)代謝產生。在對不同脂肪組織進行分析后,研究者發現BAT中出現了大量的mmBCFA,并且合成與分解速度都非常快,同樣預示著其中有著活躍的代謝過程。這些相似的影響也不禁讓他們開始關注過氧化物酶體與mmBCFA的聯系。
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▲研究示意圖(圖片來源:參考資料[1])
通過小鼠模型實驗,研究人員發現一個名為ACOX2的過氧化物酶體是mmBCFAβ-氧化的關鍵分子,它負責了催化mmBCFA氧化的第一步,也是關鍵的限速步驟。在寒冷環境中,棕色脂肪細胞中的ACOX2表達顯著上升。如果小鼠缺乏UCP1,ACOX2的水平會進一步提升,用以彌補丟失的產熱功能。
作者嘗試構建了一批棕色脂肪中缺失ACOX2的小鼠,這些小鼠的耐寒力出現了一定下滑,暴露于寒冷后的體溫要更低。此外,與正常小鼠相比,它們無法的胰島素調節能力減弱,并且在高脂飲食下更容易肥胖。而反過來,如果人為提升了ACOX2的水平,小鼠的總體產熱量就會得到增加。更加值得注意的是,小鼠即使長期食用高脂飲食,也能夠獲得很強的體重控制能力。
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圖片來源:123RF
另外,熒光溫度傳感器顯示,當棕色脂肪細胞表達ACOX2時補充mmBCFA,可以進一步增加熱量的產生。這也表明,從飲食中添加mmBCFA以及能產生它的氨基酸,或許能夠促進產熱過程,幫助維持更健康的體重。此外,研究者還在計劃探索一些能夠直接激活ACOX2的藥物,在未來幫助應對肥胖問題。
參考資料:
[1] Liu, X., He, A., Lu, D. et al. Peroxisomal metabolism of branched fatty acids regulates energy homeostasis. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09517-7
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