空间转录组学揭示脂肪细胞的微结构和胰岛素反应

脂肪细胞影响身体对胰岛素的敏感性。利用空间转录组学方法，瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员发现，白色脂肪组织中有18种类型的脂肪细胞，包括3种不同的成熟脂肪细胞亚型，其中只有一种对胰岛素有反应。这一发现可能与未来的代谢疾病，如胰岛素抵抗型2型糖尿病和肥胖的治疗有关。

　　

瑞典卡罗林斯卡学院的科学家运用空间分辨转录组学分析、单细胞RNA测序和图像分析相结合的方法，在人类白色脂肪组织中识别出新的微结构细微差别，这种差异的内在差异直到现在还不太清楚。

他们确定了18种不同类型的脂肪细胞(脂肪细胞)，它们具有在白色脂肪组织中形成不同类型簇的独特倾向。这包括三种成熟的脂肪细胞亚型，它们具有独特的定位特异的mRNA和蛋白质特征，其中只有一种(称为AdipoPLIN)对体内的胰岛素有反应。

 

人类皮肤下白色脂肪组织的空间测绘，检测18种细胞类型[Backdahl等人/细胞代谢]

这篇文章：“Spatial mapping reveals human adipocyte subpopulations with distinct sensitivities to insulin”发表在Cell Metabolism.杂志上。 这一发现可能有助于更好地治疗代谢疾病，如肥胖症和胰岛素抵抗型2型糖尿病。 

Niklas Mejhert是卡罗林斯卡学院哈丁医学院的研究员，他说:“这些发现增加了我们对脂肪组织功能的认识。他们表明，脂肪组织对胰岛素的整体反应能力是由特定脂肪细胞亚型的比例和功能决定的。”

研究人员检查了白色脂肪组织中不同类型的脂肪细胞如何对胰岛素水平的瞬时增加作出反应，以评估脂肪细胞类型是否具有不同的功能。他们观察到胰岛素激活AdipoPLIN亚型的基因表达，但不激活其他两个亚型(AdipoLEP和AdipoSAA)。他们还观察到这些细胞对胰岛素刺激的反应与个体的总体胰岛素敏感性成正比。

“我们的发现挑战了目前关于胰岛素抵抗的观点，即脂肪细胞对胰岛素的反应普遍降低，”卡罗林斯卡学院哈丁医学系教授、该研究的共同通讯作者Mikael Rydén博士说。 

Mikael Rydén，博士，哈丁医学院教授和高级顾问，卡罗林斯卡学院[来源:Ulf Sirborn]

“相反，我们的研究表明，胰岛素抵抗，可能是2型糖尿病，可能是由于一种特定亚型的脂肪细胞的变化。这表明脂肪组织比之前想象的要复杂得多。就像肌肉组织一样，人也有几种功能不同的脂肪细胞，这为未来针对不同脂肪细胞类型的干预开辟了道路。”Rydén说道。 

 

Niklas Mejhert博士，卡罗林斯卡学院哈丁医学系研究员，该研究的共同通讯作者[Nancy Farese]

Rydén和Mejhert的团队为这项研究开发了空间转录组学方法，与Patrik St?hl，博士，瑞典皇家理工学院和sciiliflab副教授，拥有空间转录组技术知识产权的10x Genomics的科学顾问，共同通讯作者。 

“这项研究的独特之处在于，它是我们首次将空间转录组学应用于脂肪组织，脂肪组织具有一组特殊的特征和组成，”St?hl说。“我们很高兴这项技术继续在越来越多的研究领域为解决复杂的生物学问题做出贡献。”

这项研究对脂肪组织提出了其他新颖的见解。例如，早期的研究表明，脂肪细胞的大小会影响它们的功能，包括它们释放信号分子的数量。本研究的空间作图证实了大脂肪细胞与小脂肪细胞的基因表达存在差异，但也表明不同大小的脂肪细胞在不同脂肪细胞亚型中的分布是相似的，说明脂肪细胞的大小并不能决定脂肪细胞功能的差异。这项研究还表明，特殊的成熟脂肪细胞来自特定的前体细胞。

需要进一步的研究来确定作者所确定的不同的前体细胞是否有助于成熟脂肪细胞结构和功能的异质性。