脂肪細(xì)胞的研究進(jìn)展

體內(nèi)的脂肪細(xì)胞不僅能儲(chǔ)存能量，還能分泌激素等其他物質(zhì)，甚至對(duì)新陳代謝、體重和人體健康都起著重要的調(diào)節(jié)作用，尤其在整形外科領(lǐng)域，脂肪細(xì)胞更發(fā)揮著重要的作用。鑒于此，近年來(lái)諸多學(xué)者對(duì)脂肪細(xì)胞的研究也越發(fā)深入，現(xiàn)結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)脂肪細(xì)胞的研究進(jìn)展綜述如下。

1 脂肪細(xì)胞的來(lái)源

脂肪細(xì)胞起源于脂肪組織中存在的問充質(zhì)干細(xì)胞，與骨髓基質(zhì)中存在的干細(xì)胞一樣，該細(xì)胞因具有自我更新、活力持久及多向分化潛能等干細(xì)胞特征而被稱為脂肪源性干細(xì)胞(adipose-derivedstem cells，ADSCs)。Zuk等從脂肪組織中分離出了一種成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞，它與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞形態(tài)相似，稱之為脂肪干細(xì)胞(ADSCs)，平均每300ml脂肪組織可獲得2×10⁸～6×10⁸個(gè)這樣的細(xì)胞。ADSCs不像骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)培養(yǎng)基中胎牛血清的來(lái)源有嚴(yán)格的要求，在加入任何批號(hào)胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中都能分化成脂肪細(xì)胞。此外，骨髓問充質(zhì)干細(xì)胞也可分化為脂肪細(xì)胞。Mauney等將MSCs孵育在含有10％胎牛血清、lO％正常大鼠血清、10-％ol／L的地塞米松，5ug／ml胰島素的a-MEM培養(yǎng)基中，2天后撤去地塞米松，繼續(xù)9呼育5～7天后，MSCs分化成為脂肪細(xì)胞。

ADSCs和MSCs具有相同的表現(xiàn)型，對(duì)CD29、CD₄₄、CD₇₁、CD₇₀、CD₁₀₅／SH₂和SH₃為陽(yáng)性反應(yīng)，對(duì)CD₃₁、CD₃₄和CD₄₅。為陰性反應(yīng)。ADSCs有兩個(gè)特征性表達(dá)分化抗原CD49d和CD。∞，前者肯定存在而后者肯定沒有，與MSCs情況相反。

2 脂肪細(xì)胞分化過(guò)程及其形態(tài)變化

能向脂肪細(xì)胞分化的ADSCs在激素、生物活性因子、寒冷等因素刺激下均能逐漸分化為單能干細(xì)胞，即脂肪母細(xì)胞，它保持著干細(xì)胞增殖活躍的特性。脂肪母細(xì)胞再進(jìn)一步分化為前脂肪細(xì)胞，也是通常人們所說(shuō)的脂肪細(xì)胞前體。前脂肪細(xì)胞再經(jīng)歷細(xì)胞融合，接觸抑制和克隆擴(kuò)增等步驟啟動(dòng)向成熟脂肪細(xì)胞分化，并在胰島素、地塞米松等誘導(dǎo)劑作用下完成向成熟脂肪細(xì)胞的分化。全過(guò)程可以表示為多能干細(xì)胞一脂肪母細(xì)胞一前脂肪細(xì)胞一不成熟脂肪細(xì)胞一成熟脂肪細(xì)胞。

生長(zhǎng)期前脂肪細(xì)胞的形態(tài)與成纖維細(xì)胞相似，經(jīng)誘導(dǎo)分化，其細(xì)胞骨架和細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)生變化，開始進(jìn)入不成熟細(xì)胞向成熟細(xì)胞轉(zhuǎn)變。細(xì)胞形態(tài)由成纖維細(xì)胞樣逐漸趨于類圓或圓形，胞體逐漸增大，胞質(zhì)中開始出現(xiàn)小脂滴，脂質(zhì)開始累積。以后小脂滴增多并融合為較大的脂滴，可經(jīng)油紅“0”染色等方法于顯微鏡下顯色，從而獲得成熟脂肪細(xì)胞的形態(tài)特征。此時(shí)的細(xì)胞無(wú)分裂增殖能力，為脂肪細(xì)胞分化的終末階段。

3 脂肪細(xì)胞分化的分子標(biāo)志

3．1早期標(biāo)志

3．1．1脂蛋白脂酶(LPL)：LPL是一個(gè)60kD的糖蛋白，在前脂肪細(xì)胞階段即有表達(dá)，并隨分化表達(dá)逐漸增加，到分化晚期趨于穩(wěn)定。LPL在能量代謝和脂質(zhì)積聚中發(fā)揮重要作用，但由于ADSCs在分化為前脂肪細(xì)胞時(shí)缺少LPL的表達(dá)，因此LPL已成為脂肪細(xì)胞分化的重要因子，是干細(xì)胞分化為前脂肪細(xì)胞的經(jīng)典標(biāo)志。

3．1．2前脂肪細(xì)胞因子(pref－1)：pref-l為跨膜蛋白，其胞外有6個(gè)連續(xù)的表皮生長(zhǎng)因子樣結(jié)構(gòu)域。與LPL截然不同，pref-l是脂肪細(xì)胞分化早期具有抑制作用的因子。pref-1的持續(xù)高表達(dá)可明顯抑制脂肪細(xì)胞的分化。有研究表明[6]pref一1可能抑制p42／p44MARK通路，阻斷胰島素樣生長(zhǎng)因子受體的信號(hào)傳遞，從而抑制脂肪細(xì)胞分化。

3．2晚期標(biāo)志：脂肪細(xì)胞進(jìn)入終末分化階段，晚期標(biāo)志開始出現(xiàn)。主要包括：①甘油三酯代謝相關(guān)的酶類，如乙酰輔酶A脫羧酶，甘油三磷酸脫氫酶，脂肪酸合成酶等；②激素相關(guān)蛋白，如胰島素敏感性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，胰島素受體等；③成熟脂肪細(xì)胞特異產(chǎn)物，如脂肪細(xì)胞脂結(jié)合蛋白，脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，脂聯(lián)素(acrp30)和抵抗素(resitin)。上述因子中，尤其以后兩者備受關(guān)注。acrp30是30kD的分泌性蛋白，重組acrp30可顯著降低肥胖動(dòng)物體內(nèi)的血糖和游離脂肪酸，增強(qiáng)脂肪氧化，減輕體重和胰島素敏感性，由此提示acrp30可能是肥胖及胰島素抵抗發(fā)生中的重要保護(hù)因子。抵抗素的N端為信號(hào)肽，它是晚期分化的特異信號(hào)分子，重組抵抗素能使正常小鼠出現(xiàn)胰島素抵抗癥狀，而其抗血清卻能夠改善胰島素抵抗癥狀，因此，有學(xué)者認(rèn)為抵抗素是聯(lián)系胰島素抵抗與肥胖之間的紐帶，此觀點(diǎn)還需進(jìn)一步考證。

4 脂肪細(xì)胞分化的基因調(diào)控

脂肪細(xì)胞分化過(guò)程中有大量的基因表達(dá)。主要有C／EBPs家族，PPARs家族，還有螺旋一環(huán)一螺旋轉(zhuǎn)錄因子家族等其他轉(zhuǎn)錄因子。其中以前兩者研究的最多。

4．1 C／EBPs家族：C／EBPs家族因其具有激活特定基因DNA增強(qiáng)子CAAT重復(fù)序列的功能也被稱為CAAT／增強(qiáng)子家族。它包括C／EBP a、B、6三個(gè)成員，這三個(gè)成員分別在細(xì)胞分化過(guò)程中按一定時(shí)序規(guī)律地表達(dá)[9]。C／EBP B、6最先表達(dá)于前脂肪細(xì)胞，受誘導(dǎo)劑作用于分化早期短暫表達(dá)增高，并協(xié)同促進(jìn)PPAR-Y和C／EBP Q的表達(dá)。c／EBP Q的表達(dá)則相對(duì)較晚，受C／EBP B、6和PPAR-Y的調(diào)節(jié)后，通過(guò)脂肪細(xì)胞特異基因的表達(dá)，促進(jìn)脂肪細(xì)胞進(jìn)入終末分化階段。

4．2 PPARs家族：PPARs家族為II型核受體超家族，主要有a、B、Y、6四個(gè)亞型，與配體結(jié)合后與視黃酸類受體形成異二聚體，結(jié)合于靶基因啟動(dòng)子上游的過(guò)氧化物酶增殖體反應(yīng)元件而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用。其中，PPAR—Y的作用較為突出，PPAR-Y可通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子CAAT／增強(qiáng)子結(jié)合蛋白a、脂代謝關(guān)鍵酶或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、脂肪細(xì)胞分泌蛋白表達(dá)，影響脂肪細(xì)胞分化進(jìn)程。因此，PPAR-Y被譽(yù)為脂肪細(xì)胞分化的內(nèi)在調(diào)定點(diǎn)。

4．3螺旋一環(huán)一螺旋轉(zhuǎn)錄因子家族：螺旋一環(huán)一螺旋轉(zhuǎn)錄因子家族有兩個(gè)成員，它們分別是脂肪細(xì)胞決定和分化依賴因子l(ADDl)和固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1(SREBPl)。二者可獨(dú)立作為轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞的分化和膽固醇的轉(zhuǎn)錄。

其他與脂肪形成有關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子還包括孤束核受體ROR Y和ERR a、各種STAT蛋白，它們可能具有誘導(dǎo)和維持終末分化的功能，但對(duì)此功能尚未進(jìn)行深入的研究。

5 脂肪細(xì)胞的功能

脂肪組織過(guò)去只被看作是能量的貯存庫(kù)或組織器官問的填充材料，隨著脂肪細(xì)胞的分泌因子被人們發(fā)現(xiàn)，脂肪細(xì)胞的其他重要功能也被逐漸發(fā)掘出來(lái)。脂肪組織可以分泌多種生物活性物質(zhì)一脂肪因子，這些因子作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)及內(nèi)分泌器官，如垂體、性腺、甲狀腺和內(nèi)分泌胰腺，參與神經(jīng)、內(nèi)分泌、免疫網(wǎng)絡(luò)和組織損傷的修復(fù)。

5．1脂肪細(xì)胞的分泌功能：脂肪細(xì)胞具有多種內(nèi)分泌、旁分泌及自分泌功能。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)人脂肪細(xì)胞能分泌100多種脂肪細(xì)胞因子(adipocytokines)，對(duì)全身各器官，也包括脂肪組織本身具有重要的調(diào)節(jié)功能。在這些脂肪因子中，研究比較多的有瘦素、抵抗素、腫瘤壞死因子(TNFa)、白細(xì)胞介素(IL)～lb、IL-6、IL-8、IL—10、IL-18、網(wǎng)膜素、纖溶酶原激活物抑制物一1、肝磷脂結(jié)合上皮生長(zhǎng)因子樣生長(zhǎng)因子和血管緊張素等。其中脂聯(lián)素是脂肪細(xì)胞表達(dá)最豐的激素，它通過(guò)內(nèi)分泌、旁分泌及自分泌作用于肝臟、腦、骨骼肌、血管及脂肪組織自身，調(diào)節(jié)能量代謝、抗炎及抗動(dòng)脈粥樣硬化。抵抗素在2001年被發(fā)現(xiàn)，并以其誘導(dǎo)胰島素抵抗的效應(yīng)而被命名。1985年，TNF a被檢出為炎性因子，1993年發(fā)現(xiàn)它也為脂肪因子。TNF a誘導(dǎo)胰島素受體底物一l(IRS-1)絲氨酸的磷酸化，既誘導(dǎo)胰島素抵抗，同時(shí)也誘導(dǎo)胰島B細(xì)胞的凋亡。血液循環(huán)中的IL-6有25％由皮下脂肪組織分泌，其免疫調(diào)節(jié)功能甚為重要。2005年最新報(bào)道的網(wǎng)膜素有提高胰島素處置葡萄糖的效應(yīng)，而內(nèi)脂素則獨(dú)立于胰島素而又有類似胰島素的作用。

最近，F(xiàn)ukuhara等利用DD-PCR技術(shù)發(fā)現(xiàn)了又一新的脂肪因子，命名為內(nèi)臟素，序列分析顯示內(nèi)臟素即為前B細(xì)胞克隆增強(qiáng)因子(PBEF)。人PBEF由473個(gè)氨基酸組成，分子量約52kD。該分子缺乏經(jīng)典的分泌性蛋白信號(hào)肽序列。目前已知的PBEF功能有：①在B細(xì)胞發(fā)育的早期，PBEF可增強(qiáng)干細(xì)胞因子和IL-7的促前B細(xì)胞克隆形成，在B細(xì)胞的分化與成熟中發(fā)揮重要作用；②PBEF具有抗凋亡作用；③PBEF具有煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(nicot inamide phosphoribosy tran-ferase，NAmPRTase)的活性，參與煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的合成；④PBEF是與細(xì)胞周期相關(guān)的蛋白；⑤與分娩有關(guān)等。

上述這些因子分別和內(nèi)分泌神經(jīng)中樞、腎上腺、胰島、骨骼肌、肝臟、心肌及血管內(nèi)皮等細(xì)胞進(jìn)行脂一腦、脂一胰、脂一肌及脂一肝等的對(duì)話，形成復(fù)雜反饋網(wǎng)絡(luò)，以維持糖脂代謝，調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能以及機(jī)體的免疫功能等。

5．2脂肪細(xì)胞的創(chuàng)傷修復(fù)功能：瘦素通過(guò)刺激JNK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑促發(fā)轉(zhuǎn)錄蛋白活性，并將細(xì)胞外刺激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)入細(xì)胞核內(nèi)，通過(guò)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶磷酸化，使傷口邊緣角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖能力明顯增強(qiáng)。除了瘦素外，脂肪細(xì)胞分泌的TNF-a、IL-6及IL-8等也參與創(chuàng)傷修復(fù)中的炎癥介導(dǎo)反應(yīng)。纖溶酶原激活物抑制物－1、血管緊張素原、性激素類(特別是雌激素)、視黃醇結(jié)合蛋白質(zhì)、脂蛋白脂酶、抵抗素和游離脂肪酸等都與創(chuàng)傷修復(fù)有關(guān)。

5．3脂肪細(xì)胞的免疫功能：瘦素可以刺激人外周T淋巴細(xì)胞活化和增殖，促使細(xì)胞表面活化標(biāo)記膜分子在T淋巴細(xì)胞上表達(dá)，受刺激后的T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生更多的Thl細(xì)胞因子如IL-22、干擾素一Y，使T細(xì)胞向Thl細(xì)胞分化。瘦素還可體外誘導(dǎo)單核細(xì)胞表達(dá)促炎細(xì)胞因子IL26和TNF-a，從而活化淋巴細(xì)胞，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞表達(dá)粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞集落刺激因子GM-CSF、G-CSF，刺激粒細(xì)胞的功能。

瘦素和脂聯(lián)素還可刺激脂肪組織本身分泌IL-1 B、IL-6、TNF-a和前列腺素－2釋放，該作用可被抗炎因子RKl／2促分裂原活化蛋白激酶抑制因子U0126、PPAR—y配體曲格列酮和NF—KB抑制劑BAY 11-7082抑制鑒于瘦素的免疫功能，有人提出將瘦素作為免疫治療的新靶點(diǎn)。

6 脂肪細(xì)胞的凋亡

細(xì)胞凋亡的主要特征是細(xì)胞皺縮、核固縮、膜泡狀化、凋亡小體形成以及DNA片段化。由于脂肪細(xì)胞中充滿大量脂滴以及極小的核漿比值，可阻止凋亡的特征性的胞漿改變(皺縮及凋亡小體形成)，使凋亡的特征性改變不明顯，再加上脂肪密度小，易漂浮在液面，操作不易洗滌和分離，用一般的方法很難檢測(cè)到脂肪細(xì)胞凋亡，故脂肪細(xì)胞凋亡的研究起步較晚。目前與脂肪細(xì)胞凋亡相關(guān)的基因主要有Bcl-2家族和細(xì)胞凋亡抑制蛋白及Caspase家族。與脂肪細(xì)胞凋亡相關(guān)的因子有脂肪細(xì)胞局部作用的因子，如過(guò)氧化物增殖因子激活的受體一Y(PPAR-v)及其配體腫瘤壞死因子－Q(TNF-Q)、生長(zhǎng)因子、胰島素及視黃醇(retinoids)等，而中樞作用因子研究較多的有瘦素(1eptin)，神經(jīng)肽Y(neuropeptide Y，NPY)類胰高血糖素一l，5一羥色胺等。其中關(guān)于瘦素，新近研究發(fā)現(xiàn)，雄性鼠在高脂喂養(yǎng)5周或15周后出現(xiàn)瘦素敏感性下降，這說(shuō)明高脂喂養(yǎng)可能引起瘦素誘導(dǎo)的脂肪細(xì)胞凋亡敏感性下降，而這種下降有性別差異。與脂肪細(xì)胞凋亡有關(guān)的其他影響因素還有cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cREB)半乳凝集素(galectins)等。脂肪細(xì)胞的凋亡受多種因子的影響，機(jī)體也通過(guò)因子問相互作用促進(jìn)或抑制調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞的凋亡。

編輯／李陽(yáng)利

(注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。)