皮下米色脂肪可以保护大脑免受痴呆的影响

奥古斯塔大学(Augusta University)乔治亚医学院(Medical College of Georgia)的科学家们的研究表明，皮下脂肪中的米色脂肪细胞在减少与白色脂肪相关的炎症方面发挥着重要作用，并为大脑提供预防痴呆的保护。实验还表明，皮下脂肪移植的小鼠通过米色脂肪依赖机制对慢性肥胖有保护作用。

　　

奥古斯塔大学(Augusta University)乔治亚医学院(Medical College of Georgia)的科学家们的研究表明，皮下脂肪中的米色脂肪细胞在减少与白色脂肪相关的炎症方面发挥着重要作用，并为大脑提供预防痴呆的保护。“梨形”人的皮下脂肪中，米色脂肪细胞通常与白色脂肪细胞混杂在一起。研究小组在小鼠身上的研究发现，这些米色脂肪细胞“对于皮下脂肪的神经保护和消炎作用是必不可少的”，并暗示了白介素-4 (IL4)在米色脂肪和大脑功能之间的沟通中可能发挥的作用。实验还表明，皮下脂肪移植的小鼠通过米色脂肪依赖机制对慢性肥胖有保护作用。

这个由神经科学家Alexis M. Stanahan博士领导的研究小组在《自然通讯》上发表了一篇题为《米色脂肪细胞介导肥胖老鼠皮下脂肪的神经保护和消炎作用》的论文，他们在论文中总结道，“这些发现表明，米色脂肪细胞反对肥胖引起的认知障碍，而IL4在米色脂肪和大脑功能之间的关系中发挥了潜在作用。”

器官周围的内脏脂肪主要由白色脂肪细胞组成，以甘油三酯的形式储存能量，甘油三酯是血液中发现的另一种脂肪类型，是心脏病和中风的高风险因素。相比之下,尤其是在年轻人中,皮下脂肪,或皮下脂肪组织(坐),是白色和浅褐色脂肪细胞的混合物,这些米色细胞更像棕色脂肪细胞,它们富含线粒体和有效地使用脂肪和糖通过生热作用产生热量。作者写道:“与内脏脂肪不同，皮下脂肪中既有白色脂肪细胞，也有‘米色’脂肪细胞，它们以类似于棕色脂肪的方式消耗能量。”内脏脂肪中含有相同数量的白色脂肪细胞。

据说，运动和寒冷暴露会使白色脂肪细胞产生所谓的“白变”。在成年人中，棕色脂肪主要位于肩胛骨之间和胸部上部。有证据表明，我们可以通过每天将自己暴露在较冷或较冷的温度下几个小时，并通过高强度的锻炼，来增加棕色和米色脂肪细胞。这些方法也会促使白色脂肪变白。斯特拉纳汉说，我们大多数人可能有一些脂肪细胞类型的组合:大部分是白色，较少的是米色，甚至更少的是棕色。

梨形的人,他们的体重一般分布相对均匀,被认为是减少代谢疾病的问题,比如心脏病和糖尿病的风险,以及认知能力下降,与“苹果形”相比个人脂肪聚集更多在他们中间,常常在内部器官如肝脏,Stranahan解释道。虽然专注于皮下肥胖和认知能力下降的研究相对较少，但数据确实表明，体脂的“梨形”分布不会增加轻度认知障碍或痴呆的发病率，事实上，可能有保护作用。正如作者进一步指出的，“在中年时内脏肥胖可以预测随后的痴呆率，而不依赖于在这期间的体重减轻，这提示了成人大脑功能障碍的一个关键窗口。”

米色脂肪细胞与免疫细胞相互作用,和“米色”是与抗炎细胞因子的诱导IL4坐。他们的研究中,研究小组研究了免疫调节米色脂肪细胞之间的相互作用和认知通过一系列饮食肥胖,在雄性老鼠,坐在移植实验。

在他们的一些研究中，科学家们使用了一种特定基因被敲除的雄性老鼠，这种基因可以防止皮下脂肪细胞变黄或褐变，从而有效地使皮下脂肪更像是内脏脂肪。人们已经知道，当喂食高脂肪食物(HFD)时，这些老鼠比那些有正常数量米色脂肪的老鼠更迅速地患上糖尿病。众所周知，将皮下脂肪移植到肥胖老鼠体内将在几周内改善其代谢状况。斯特拉纳汉想知道对认知的潜在影响。

通过他们的研究，研究小组表明，在进食高脂饮食的四周内，正常小鼠和基因敲除小鼠的体重增加了大约相同的数量，而没有功能性米色脂肪的小鼠在测试中表现出加速的认知功能障碍，它们的大脑和身体显示出强烈的，对HFD的快速炎症反应，包括激活小胶质细胞(大脑中的固有免疫细胞)，这可能进一步加剧炎症，导致痴呆和其他大脑问题。因此，没有了米色脂肪细胞，面对高脂饮食，皮下脂肪开始变得更像危险的内脏脂肪，斯特拉纳汉说。

 

Alexis Stranahan博士和合著者免疫学家Babak Baban博士。[迈克尔·霍拉汉，奥古斯塔大学]

研究小组指出:“缺乏米色脂肪细胞的老鼠在大脑和周围对高脂饮食表现出更强的促炎反应，而且更容易出现认知缺陷和海马突触功能障碍。”斯特拉纳汉在去年的报告中指出，内脏肥胖会向大脑中的免疫细胞发出信号，引发炎症，最终损害认知能力。“这是一个非常不同的签名，”她说。

 

甚至在它们患上糖尿病之前，这些年龄相当于20多岁的老鼠的小胶质细胞就已经出现了大量的炎症标志物。有趣的是，正常(野生型;对照组小鼠也打开了这些标记物，但也打开了抗炎标记物，显然是为了减少任何反应。正常情况下，老鼠在高脂饮食中大约需要三个月的时间，才能表现出研究人员在一个月的时间内观察到的米色脂肪敲除反应。

为了进一步探索灰褐色脂肪的影响，研究小组将年轻、瘦弱健康小鼠的皮下脂肪移植到其他正常但现在肥胖的小鼠的内脏腔室，这些小鼠在高脂饮食10至12周后出现了类似痴呆症的行为。他们发现皮下脂肪移植可以改善记忆，恢复海马体中基本正常的突触可塑性——神经元之间连接的适应能力，以便它们可以交流——海马体是大脑深处学习和记忆的中心。“皮下脂肪移植恢复了饮食肥胖的Wt受体的海马依赖记忆，并诱导了一种独特的小胶质细胞表型，其特征是促炎标志物和抗炎标志物共同诱导，”作者写道。这些积极的变化似乎依赖于供体皮下脂肪中的米色脂肪细胞，因为研究小组发现，通过严格客观的测量方法(如神经元之间的电活动增加)评估，从米色脂肪清除后的移植并没有改善肥胖小鼠的认知能力。

脂肪富含免疫细胞，可以促进和平息炎症。斯特拉纳汉研究小组发现，米色脂肪持续与这些免疫细胞相互作用，诱导皮下脂肪中的抗炎细胞因子IL4。斯特拉纳汉指出，反过来，寒冷也需要IL4来刺激脂肪的分泌。研究人员证明，脂肪还诱导了脑膜中的小胶质细胞和T细胞中的IL4(免疫反应的关键驱动因素)，脑膜是一种覆盖在大脑上的多层帽，有助于保护大脑。另外的实验发现，产生脑脊液的脉络膜丛中的T细胞具有抑制IL-4诱导的作用。“在脑膜和脉络膜丛的淋巴细胞中诱导IL4需要米色脂肪细胞，在SAT移植的认知效果中需要受体来源的淋巴细胞，”他们评论道。研究结果表明，IL-4直接参与了米色脂肪细胞和海马神经元之间的通信。

“如果你在营地里听过这首歌，那就有点像《耳语巷子里》(Whisper Down the Lane)，”斯特拉纳汉说，这似乎是一个让人平静的沟通链。“如果我们可以找出它是米色脂肪限制炎症也许是米色脂肪,改善大脑可塑性,那么也许我们可以模仿,与药物或cold-stimulated米色,甚至把一些你的皮下脂肪当你年轻时,冻结,等你长大了再把它还给你。”

当斯特拉纳汉和她的团队进一步研究时，他们发现，被移植的米色脂肪细胞召唤起积极的保护作用的，是受体自身脑膜中的T细胞，而不是来自移植脂肪的免疫细胞。有证据表明，在慢性肥胖中，身体自身的免疫细胞可以到达大脑，而在这个案例中，没有证据表明是捐献者的免疫细胞在进行旅程。“没有迹象表明供者来源的淋巴细胞在脂肪和大脑之间交易，但受体来源的淋巴细胞是移植对认知和小胶质细胞形态的影响所必需的，”该团队评论道。

斯特拉纳汉说:“这很令人兴奋，因为我们找到了一种让外围免疫细胞与大脑相互作用的方法，以促进认知能力。”他指出，免疫细胞在大脑中也可以做很多不好的事情，比如导致中风和阿尔茨海默病。

她的许多目标包括更多地了解将移植脂肪放在哪里的重要性，比如将皮下脂肪转移到皮下区域是否能更好地防止认知能力下降;将内脏脂肪移植到皮下是否能减少其损伤作用;更好地理解皮下脂肪是如何传递一种似乎是积极的抗炎信息的。她还想在雌性老鼠身上探索这些问题，因为目前的研究仅限于雄性老鼠。但她表示，斯特拉纳汉团队和其他人已经发现了内在脂肪分布的重要性，这可能是那些认知能力下降风险最大的人的生物标志物。

肥胖阶段可能是另一个因素，因为她也有早期证据表明，高脂饮食维持的时间越长，皮下脂肪增加越多，其保护能力就会下降，内脏脂肪增加。斯特拉纳汉指出，即使是健康的、非肥胖的年轻人，内脏脂肪也会产生更高水平的基础炎症。

Stranahan和同事在2015年的报告?高脂肪饮食促使小胶质细胞变得不活动，并开始吞噬神经元之间的连接。她强调，她不希望最新的研究结果引起对超重个体的过度关注，而是认为这项工作更多的是关于更好地识别风险因素，以及适合个体需求的不同干预点和方法。