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肥胖促衰再添鐵證!二甲雙胍靶向脂肪細胞周期,助你“輕”盈又元氣

歲月催人老,老來人易胖,過得好不好,鮮少人曉,長得胖不胖,一眼便知。然而,肥胖帶來的問題可遠不只外表上的差強人意,它還被認為是糖尿病、心血管疾病等眾多慢性病的誘發(fā)因素[1],而近期這項報道更是再次揭示了肥胖衰老的直接關聯(lián)。

被譽為全球最權(quán)威醫(yī)學院之一、諾貝爾生理學或醫(yī)學獎評定委員會所在,瑞典卡羅琳斯卡學院的研究人員發(fā)現(xiàn),肥胖高胰島素環(huán)境會激活脂肪細胞周期,誘導其快速衰老,分泌炎癥因子,而擁有“神藥”美譽的二甲雙胍可直接靶向脂肪細胞周期,顯著減緩這一衰老進程[2]。

二甲雙胍的潛在益處可謂常見常新,該項發(fā)現(xiàn)更是揭示了其與肥胖關聯(lián)的新機制,無疑再次穩(wěn)固了二甲雙胍在抗衰領域“多面手”的地位。

圖注:該項研究被刊登于國際頂級科研期刊《Nature Medicine》

肥胖、高胰島素血癥一雙兩好,

脂肪細胞為長胖竟百倍擴張!

“千金難買老來瘦”、“一胖毀所有”……人們的固有意識里,就不“歡迎”肥胖,多余脂肪被看作是通往完美身材道路上的絆腳石。并且,與多數(shù)肥胖“相伴相生、一雙兩好”的高胰島素血癥(血液中存在過高水平的胰島素),更為機體代謝功能障礙亮起了紅燈[3, 4]。

無論何種類型的肥胖(內(nèi)分泌紊亂或熱量過剩),都伴隨脂肪組織的擴張,而這一過程正是通過脂肪祖細胞(間充質(zhì)干細胞)分化和成熟脂肪細胞大小增加來完成[5]。

不同于尋常細胞先進行遺傳物質(zhì)復制,隨后分裂產(chǎn)生子代,成熟的脂肪細胞被認為無法分裂,也沒有細胞周期,僅通過數(shù)百倍增大自身體積,適應脂肪組織的擴張[6, 7]。

可能是基因里早就被刻上“要努力活下去”,加之脂肪又是機體應對惡劣環(huán)境的一種儲備物質(zhì),因此,咱們的身體好像總有法子能長肉。

深藏功與名,

成熟脂肪細胞也有周期

依照早前了解,似乎成熟的脂肪細胞只是在“打腫臉充胖子”,單純靠著擴大體積幫助脂肪堆積,但殊不知,它們其實也有自己的“運行周期”,在“上級”統(tǒng)一“指揮”下,有條不紊將生命進程逐步推行。

本次研究對人體成熟脂肪細胞開展體外培養(yǎng),當觀測其轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)時,卻意外發(fā)現(xiàn)脂肪細胞中普遍表達了典型的細胞周期標志物,如周期蛋白、DNA聚合酶及復制期間關聯(lián)的蛋白復合體。這表明,成熟的脂肪細胞存在細胞周期,且程序照樣能被激活。

但對比不同人群的脂肪細胞進程似乎有些差異,瘦子的脂肪細胞多數(shù)處于DNA合成前期G1期),而肥胖過高胰島素水平卻讓脂肪細胞按下“加速鍵”,早早“跑”到了合成后期G2期)。

圖注:成熟脂肪細胞表現(xiàn)出細胞周期的轉(zhuǎn)錄特征,且存在人群差異

  肥胖、高胰島素兩板斧,

驅(qū)動脂肪細胞快步走

外界培養(yǎng)條件相同,卻因供體肥胖程度與血液胰島素水平差異,讓脂肪細胞周期進程分出了伯仲,暗戳戳似乎在瘋狂暗示些什么。

事實上,進一步分析發(fā)現(xiàn),在參與者的多項臨床參數(shù)(如脂肪測量值、循環(huán)血清成分)中,脂肪胰島素參數(shù)脫穎而出,成為影響細胞周期標志物的主要因素,并大大推動了脂肪細胞的周期進程。

例如模型發(fā)現(xiàn),周期蛋白A2(緊密同步細胞周期的一種蛋白)與脂肪量存在明顯正向關聯(lián),脂肪量每增加一公斤,細胞周期便被加速約4.9%。

圖注:脂肪細胞的周期進程與肥胖、高胰島素水平有關

并且,在體外環(huán)境下,高胰島素強力激活了脂肪細胞胰島素受體信號(AKT磷酸化程度)轉(zhuǎn)導,刺激其通過DNA合成期S期)。歷經(jīng)大量胰島素“特殊關照”的脂肪細胞們,細胞核變得更大,DNA含量也出現(xiàn)增加,個個看起來圓潤又飽滿。

圖注:高胰島素水平推動脂肪細胞的細胞周期進程

跑快或走遠?周期加速引發(fā)衰老,

二甲雙胍靶向脂肪再顯神通

肥胖和高胰島素很顯然都加快了脂肪細胞的“擴張步伐”,但生命活動不是高鐵提速,跑得快就一定好。

衰老研究領域的著名“Hayflick極限定理”,提出正常細胞不可能無限分裂,最終總會達到一個復制極限[8]。類比過來,細胞周期進行的越快,則相同時間內(nèi)循環(huán)的周期數(shù)便越多,這是否意味著早一日邁向衰亡?

隨后的分析結(jié)果也清晰呈現(xiàn),雖然肥胖和高胰島素組的脂肪細胞“跑”得更快,但在人生這場馬拉松中,“疲于奔命”的它們剛到半路就“泄了氣”。這群脂肪細胞內(nèi)β-半乳糖苷酶p16多項衰老標志物水平飆升,它們衰老了,也“走”不遠了。

圖注:脂肪細胞周期被激活,多項衰老標志物水平上升

好在,我們還有二甲雙胍!這味即將在明年迎來百歲生日的良藥,再次向我們展示了其歷經(jīng)磨難而不倒、滄海桑田而彌堅的強大偉力。二甲雙胍通過抑制mTOR信號及其下游通路,拉緩細胞周期進程,顯著降低促炎細胞因子(如IL-8、IL-6)分泌,攔住了脂肪組織開往衰老的火車。

并且,二甲雙胍的這一療效不受樣品自身活力的影響,期間也未改變脂肪細胞分泌脂聯(lián)素等蛋白的活性,對脂肪細胞更是未產(chǎn)生任何細胞毒性或損傷。它果然還是那個我們熟悉且親愛的“頂胍胍”。

圖注:二甲雙胍顯著緩和脂肪細胞周期進程,并大大降低衰老脂肪細胞分泌炎癥因子

時光派點評

隨著衰老研究的深入,我們逐漸意識到,肥胖并不僅是“外表看起來多長了點肉”,它與衰老實則是一枚硬幣的兩面[9]:肥胖導致衰老,衰老反過來加劇肥胖,兩者可謂相愛相殺。

而此項研究,更是將肥胖及其相伴而生的高胰島素血癥與衰老的關聯(lián)又拉近了一步:被過分激活的脂肪細胞,被消耗枯竭,過早迎來衰老、引發(fā)炎癥反應。好似人生漫漫路,跑得快還是走得遠,未至遠方,焉知風光。

最后說回如何避免肥胖,縱然有二甲雙胍這樣的好助手一路幫扶,但要從根本擁有年輕健康的身體,還得樹立強大的自律意識,從生活點滴、從衣食住行做起。

筆者突然憶起網(wǎng)絡上曾流傳的改編版《回鄉(xiāng)偶書》,今日欲在其基礎上,略修改一二,以與各位共勉:

瘦小離家老胖回,

鄉(xiāng)音難改肉已堆,

左右鄰居皆驚呼,

請問老漢你是誰?

—— TIMEPIE ——

參考文獻

[1] Field, A. E., Coakley, E. H., Must, A., Spadano, J. L., Laird, N., Dietz, W. H., Rimm, E., & Colditz, G. A. (2001). Impact of overweight on the risk of developing common chronic diseases during a 10-year period. Archives of internal medicine, 161(13), 1581–1586. https://doi.org/10.1001/archinte.161.13.1581

[2] Li, Q., Hagberg, C. E., Silva Cascales, H., Lang, S., Hyv?nen, M. T., Salehzadeh, F., Chen, P., Alexandersson, I., Terezaki, E., Harms, M. J., Kutschke, M., Arifen, N., Kr?mer, N., Aouadi, M., Knibbe, C., Boucher, J., Thorell, A., & Spalding, K. L. (2021). Obesity and hyperinsulinemia drive adipocytes to activate a cell cycle program and senesce. Nature medicine, 10.1038/s41591-021-01501-8. Advance online publication. https://doi.org/10.1038/s41591-021-01501-8

[3] Thomas, D. D., Corkey, B. E., Istfan, N. W., & Apovian, C. M. (2019). Hyperinsulinemia: An Early Indicator of Metabolic Dysfunction. Journal of the Endocrine Society, 3(9), 1727–1747. https://doi.org/10.1210/js.2019-00065

[4] Fryk, E., Olausson, J., Mossberg, K., Strindberg, L., Schmelz, M., Brogren, H., Gan, L. M., Piazza, S., Provenzani, A., Becattini, B., Lind, L., Solinas, G., & Jansson, P. A. (2021). Hyperinsulinemia and insulin resistance in the obese may develop as part of a homeostatic response to elevated free fatty acids: A mechanistic case-control and a population-based cohort study. EBioMedicine, 65, 103264. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2021.103264

[5] Longo, M., Zatterale, F., Naderi, J., Parrillo, L., Formisano, P., Raciti, G. A., Beguinot, F., & Miele, C. (2019). Adipose Tissue Dysfunction as Determinant of Obesity-Associated Metabolic Complications. International journal of molecular sciences, 20(9), 2358. https://doi.org/10.3390/ijms20092358

[6] Xu, P., Li, J., Liu, J., Wang, J., Wu, Z., Zhang, X., & Zhai, Y. (2017). Mature adipocytes observed to undergo reproliferation and polyploidy. FEBS open bio, 7(5), 652–658. https://doi.org/10.1002/2211-5463.12207

[7] Okamatsu-Ogura, Y., Fukano, K., Tsubota, A., Nio-Kobayashi, J., Nakamura, K., Morimatsu, M., Sakaue, H., Saito, M., & Kimura, K. (2017). Cell-cycle arrest in mature adipocytes impairs BAT development but not WAT browning, and reduces adaptive thermogenesis in mice. Scientific reports, 7(1), 6648. https://doi.org/10.1038/s41598-017-07206-8

[8] https://www.nature.com/scitable/topicpage/aging-and-cell-division-14230076/

[9] Tam, BT, Morais, JA, Santosa, S. Obesity and ageing: Two sides of the same coin. Obesity Reviews. 2020; 21:e12991. https://doi.org/10.1111/obr.12991

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