
随着年龄增长,腰围逐渐扩大的现象早已屡见不鲜,但这一变化不仅仅是外观问题。腹部脂肪的堆积会加速衰老、减慢新陈代谢,并显著增加糖尿病、心脏病及其他慢性疾病的风险。然而,年龄如何让曾经平坦的腹肌逐渐变得松软,一直是一个未解之谜。
如今,由美国希望之城(City of Hope)领导的一项新研究首次揭示了导致中年腹部脂肪堆积的细胞机制。这项研究成果已于今日发表在《Science》期刊上,提出了一个潜在的新靶点,有望为未来预防腹部肥胖、延长健康寿命提供新策略。
“随着年龄增长,人们往往在体重变化不大的情况下失去肌肉、增加脂肪。”研究的共同通讯作者、希望之城阿瑟·里格斯糖尿病与代谢研究所(Arthur Riggs Diabetes & Metabolism Research Institute)分子与细胞内分泌学副教授王琼(Annabel Wang)博士表示,“我们的研究发现,衰老会引发一种新型成年干细胞的出现,并促进身体大量生成新的脂肪细胞,尤其集中在腹部。”
研究团队与加州大学洛杉矶分校(UCLA)的杨霞(Xia Yang)博士实验室合作,通过一系列小鼠实验并结合人类细胞验证,聚焦于与年龄相关体重增加密切相关的白色脂肪组织(WAT)。
虽然脂肪细胞在衰老过程中体积变大这一现象早已被认知,科学家们怀疑白色脂肪组织还会通过产生新的脂肪细胞来扩张,意味着它具备几乎无限增长的潜力。
为验证这一假设,研究人员专注于脂肪细胞前体细胞(adipocyte progenitor cells,APCs),这是一群可以分化成脂肪细胞的干细胞。他们将年轻和年老小鼠体内提取的APCs分别移植到另一组年轻小鼠体内,结果发现,老年小鼠来源的APCs能迅速产生大量新的脂肪细胞。
相反,当将年轻小鼠的APCs移植到老年小鼠体内时,这些干细胞并未大量制造新的脂肪细胞。这一结果证实了,年老的APCs本身具备独立大量制造新脂肪细胞的能力,无关宿主年龄。
随后,研究团队利用单细胞RNA测序技术比较了年轻和年老小鼠APCs的基因活性。结果发现,年轻小鼠体内的APCs几乎处于沉睡状态,而中年小鼠体内的APCs却像被激活一般,疯狂地生产新的脂肪细胞。
“通常来说,大部分成年干细胞随着年龄增长而活性下降,但脂肪前体细胞(APCs)却恰恰相反——衰老反而释放了它们进化和扩散的能力。”希望之城分子与细胞内分泌学系主任、Adolfo Garcia-Ocana博士表示,“这是首次有证据显示,中年腹围变大是因为APCs制造了大量新脂肪细胞。”
更进一步,随着衰老,APCs还转化为一种新的干细胞类型,被称为中年特异性前脂肪细胞(committed preadipocytes, age-specific,简称CP-As)。这种新细胞在中年阶段大量出现,能积极不断地生成新脂肪细胞,解释了为何年老小鼠体重迅速增加。
研究还发现,一个名为**白血病抑制因子受体(LIFR)**的信号通路,在促进CP-A细胞增殖和分化为脂肪细胞的过程中起着关键作用。
“我们发现,脂肪生成过程在年轻小鼠中不依赖LIFR,但在老年小鼠中则完全依赖这一信号。”王琼博士解释道,“LIFR在启动CP-As生成新脂肪细胞、扩张腹部脂肪的过程中扮演了至关重要的角色。”
在分析来自不同年龄段人类的脂肪组织样本后,研究团队同样发现了类似的CP-A细胞,这些细胞在中年人群中数量显著上升,并且具有极强的新脂肪细胞生成能力。
“我们的研究强调了控制新脂肪细胞生成的重要性,以应对年龄相关性肥胖。”王琼博士指出,“深入理解CP-A细胞在代谢疾病中的作用,以及这些细胞如何在衰老过程中出现,将为减少腹部脂肪、改善健康和延长寿命开辟新的医疗途径。”
未来,团队将继续追踪动物模型中的CP-A细胞动态,观察人类体内这些细胞的变化,并开发针对性阻断或清除这些细胞的新策略,以预防中年后脂肪堆积。
据悉,本项研究的第一作者为希望之城的王冠(Guan Wang)博士与加州大学洛杉矶分校的李高艳(Gaoyan Li)博士。
参考文献:Guan Wang et al, Distinct adipose progenitor cells emerging with age drive active adipogenesis, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adj0430
编辑:王洪
排版:李丽





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