日前(20日)，中國醫藥大學生物醫學研究所助理教授王志豪與美國哈佛大學醫學院曾玉華教授共同研究發現，促進白色脂肪組織(WAT)褐變(browning)為棕色脂肪組織(BAT)的關鍵機制，不僅可改善體內對醣類的代謝，更有望為肥胖與代謝疾病提供潛在創新治療方法。該研究發表於《Nature Communications》。
 
哺乳動物體內擁有白色脂肪組織與棕色脂肪組織，白色脂肪組織負責儲存能量，而棕色脂肪組織可透過產生產熱素(thermogenin)蛋白質UCP1，來消耗能量。棕色脂肪組織的數量或活性增加會促進能量消耗，與改善身體質量指數(BMI)、血糖與血中三酸甘油酯的濃度、糖尿病與心血管功能障礙有關。
 
王志豪與曾玉華研究團隊從人類皮下白色脂肪組織的單細胞RNA定序發現，BMI低於30的人與BMI大於30的肥胖者相比，肥胖者的脂肪前驅細胞中內皮素受體B(EDNRB)的表現較低，但是白色脂肪組織的EDNRB表現較高。
 
進一步研究發現，EDNRB在白色脂肪前驅細胞中過度表現時，會透過cAMP-EPAC1-ERK途徑活化人類白色脂肪前驅細胞(preadipocytes)進行產熱分化(thermogenic differentiation)，增加UCP1與其他產熱基因的表現，並增加粒線體活性，促進白色脂肪組織褐變為棕色脂肪組織。
 
研究團隊實驗也確認，內皮素3(EDN3)是透過仰賴EDNRB途徑來增加UCP1表現，因此認為，EDN3與EDNRB途徑是啟動脂肪前驅細胞，朝向產熱分化為棕色脂肪組織的途徑。
 
另外，在小鼠實驗中，也發現在22℃室溫下飼養小鼠，與在5℃寒冷環境下飼養的小鼠相比，寒冷環境中的小鼠皮下白色脂肪組織中的EDN3和EDNRB的表現顯著升高。
 
此外，寒冷環境中的小鼠，若脂肪前驅細胞中EDNRB缺失會損害白色脂肪組織褐變途徑，導致小鼠接受12週高脂飲食後，產生體重過度增加、葡萄糖耐受不良、胰島素阻抗。
 
而若將EDN3注射到白色脂肪組織中，可改善葡萄糖耐受性、胰島素分泌增加與呼吸交換率(RER)降低，顯示EDN3可能會促進白色脂肪組織褐變，改善全身葡萄糖代謝。
 
王志豪表示，此次研究揭露了EDN3/EDNRB訊號途徑對於促進白色脂肪前驅細胞產熱分化的關鍵作用，未來還需要進一步研究其與胰臟β細胞分泌胰島素、影響全身血糖穩定的關聯。
 
參考資料/論文：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51579-0
 
(編譯/李林璦)