Nature重磅：科学家首次发现，大脑可通过免疫细胞调节脂肪燃烧，最难减的内脏脂肪“有治”了

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肥胖，一个经久不衰的话题，不仅经常出现在大众每天的聊天内容或者闺蜜之间的抱怨吐槽中，也是多少年来无数科学家所不懈探索的科学难题。

腹型肥胖又称为中心型肥胖，是指脂肪在腹部的特别堆积。腹部肥胖比其他类型的肥胖更加危险，容易诱发高血压、心脏病、脂肪肝和II型糖尿病等疾病。其中最主要的原因是内脏脂肪的增加。现有的研究已经表明：内脏脂肪不仅会加速认知功能衰退，还会促进正常的上皮细胞发生癌变，甚至与肺癌患者术后生存时间缩短有关。而且，内脏脂肪不仅容易长，还特别不容易减。所以了解内脏脂肪分解机制，“定点清除”腹部脂肪，是科学家需要解决的难题。

2021年8月18日，葡萄牙里斯本大学HenriqueVeiga-Fernandes团队在国际一流学术期刊《Nature》上在线发表了篇为“Neuro-mesenchymalunits control ILC2 and obesity via a brain–adipose circuit”的文章，揭示了神经-间质单元通过脑-脂肪细胞回路来调控肥胖。这是首次发现的大脑通过免疫细胞调节脂肪燃烧的通路。



文献DOI:10.1038/s41586-021-03830-7

2型先天淋巴细胞（ILC2s）是已被证实的内脏脂肪组织代谢的关键调节因子。研究团队首先对小鼠主要的白色内脏脂肪库——性腺脂肪组织(GAT)进行分析，发现GAT中确实存在密集的交感神经元纤维网络。并且，选择性消除交感神经元会导致ILC2的活性受损。单独激活交感神经β2-肾上腺素能受体可导致ILC2功能的增加。这说明神经系统与先天性免疫细胞ILC2的关系密切，而且其相互作用与β2-肾上腺素能受体有关。但意外的是，研究人员删除小鼠淋巴细胞中编码β2-肾上腺素能受体的基因Adrb2后，免疫细胞ILC2并没有受到影响。



图注：神经系统与先天性免疫细胞ILC2相互影响

基于上述的结果，研究团队假设交感神经元不是直接与免疫细胞ILC2作用，而是通过另一种可以表达β2肾上腺素能受体的“物质”。随后，研究人员对小鼠脂肪组织中的细胞进行全基因组分析，找到了间充质细胞（MSCs），实验表明，交感神经通过与间充质干细胞的相互作用来调节免疫细胞ILC2。随后的机制研究发现，交感神经末梢可以通过β2-肾上腺素能受体作用于邻近的脂肪间充质细胞，控制胶质源性神经营养因子(GDNF)的表达和性腺脂肪中ILC2s的活性。



图注：交感神经信号协调间充质来源的GDNF和先天2型细胞因子

最后，研究人员并没有逐步于此，还继续追踪了交感神经元在最高指挥中心大脑的“总部”位置。通过荧光标记方法追踪GAT神经元，发现GAT以多突触方式连接下丘脑室旁核(PVH)。实验表明，切除PVH组ILC2功能受损，GDNF表达也下降，反向激活大脑神经元，则可导致GDNF和ILC2的功能增加。



图注：实验机制图

至此，一个完整的神经-免疫回路就展现在世人面前。研究团队最终确定了一个神经间充质单位，它将来自长程神经元回路的信号转化为脂肪驻留的ILC2功能，从而调节宿主的代谢和肥胖。这不仅为临床治疗内脏脂肪，实现治疗代谢类疾病带来潜在靶点以外，还有助于我们理解异常的神经元和免疫功能与人类肥胖和代谢紊乱之间的关系。