肥胖是現代社會的重大健康問題之一。根據世界衛生組織數據,截至2022年,全球有43%的成年人達到超重標準,16%的人屬于肥胖。然而,肥胖不僅是一種影響體形的狀態,更是多種慢性疾病的危險因素,例如心血管疾病、糖尿病等。
此外,肥胖也與腸道炎癥性疾病密切相關。流行病學研究發現,肥胖人群患炎癥性腸病(IBD)的風險更高,且疾病預后更差。這表明,脂肪組織與腸道之間存在著某種“不健康的對話”,但具體的分子機制一直不明確。
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圖片來源:123RF
最近,《自然·代謝》期刊發表的一項研究揭開了其中的謎團:肥胖會通過一種名為脂肪細胞型脂肪酸結合蛋白(AFABP)的脂肪因子,干擾腸道干細胞內的鐵穩態,從而抑制腸道修復。
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健康狀態下,腸道內壁由一層不斷更新的上皮細胞構成,而腸道干細胞(ISCs)則是上皮細胞源源不斷再生的關鍵。這些干細胞會分化成多種功能細胞,維持腸道的完整性和功能。然而,研究者在小鼠中發現,高脂飲食誘導的肥胖小鼠在經歷結腸炎后,腸道修復能力明顯減弱。在恢復期第14天,肥胖小鼠表現出更嚴重的組織損傷和更短的結腸長度。
在果蠅模型中,研究者同樣觀察到了類似的結果。在高脂飲食喂養下的果蠅經歷腸道損傷后,腸道干細胞的分化能力明顯下降,腸道中的成熟細胞比例也顯著減少。而來自肥胖人群樣本培養的腸道類器官中,功能細胞數量也較健康人群更少。這些證據一致表明:肥胖會損害腸道干細胞的分化能力,從而阻礙腸道上皮的修復。
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▲肥胖個體的腸道修復能力受損(圖片來源:參考資料[1])
由于脂肪組織不僅參與能量儲存,也承擔了內分泌的職責。研究者猜測,肥胖狀態下脂肪組織分泌的某些脂肪因子,可能是抑制腸道修復的“信使”。為此,研究人員首先嘗試抑制了果蠅脂肪體的蛋白分泌過程,這一干預措施讓高脂飲食果蠅的腸道再生功能得到了改善。
隨后,他們進一步對肥胖小鼠的脂肪組織進行了分析,結果顯示脂肪因子AFABP的表達水平有著顯著提升。AFABP是一種負責細胞內脂肪酸運輸的蛋白,在肥胖狀態下會過量分泌進入血液循環。如果在健康小鼠的脂肪組織中特異性過度表達AFABP,它們也會產生腸道修復障礙。
但脂肪細胞分泌的AFABP,是如何遠程影響腸道干細胞功能的呢?
這有賴于血液中另一個關鍵蛋白——負責鐵運輸的轉鐵蛋白(TSF)。當AFABP進入血液后,它會與TSF直接結合。這種結合會干擾正常的鐵轉運功能,并最終造成鐵在腸道干細胞內異常積累。在肥胖小鼠的腸道干細胞所在區域,鐵含量和相關蛋白表達也顯著增加。隨后,過度的鐵會影響腸道干細胞分化所需的過氧化物酶體,最終導致成熟的腸道細胞不足。
至此,這項新研究系統地描繪了一條從肥胖到腸道修復障礙的完整分子通路。這不僅解釋了肥胖相關腸道疾病風險增加的機理,也指出了多個潛在的治療靶點:例如用AFABP抑制劑直接干預脂肪因子,或者用鐵螯合劑糾正過度的鐵累積。未來,針對這一通路的干預策略,或有望幫助肥胖人群獲得更好的腸道健康狀態。
題圖來源:123RF
參考資料
[1] Liu, Z., Chen, Y., Yan, J. et al. Obesity impairs gut repair via AFABP-mediated iron overload in intestinal stem cells. Nat Metab (2026). https://doi.org/10.1038/s42255-025-01425-4
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