Nature杂志发表的一篇报告称,缺乏这些细胞的小鼠食用高脂肪和高糖食物,却不会出现肥胖、糖尿病、高血压和心脏病等症状。
“在你进食后,你的身体将能量转化为热量并迅速燃烧,另一方面也可以将食物转化为脂肪并储存起来以供日后使用,”论文通讯作者、麻省总医院系统生物学中心的Filip Swirski博士说。“我们经常提到一些人‘基础代谢高’,他们似乎可以为所欲为地吃想吃的食物而不增加体重,而其他人则不得不与肥胖作斗争。我们发现一些细胞本来以免疫功能闻名,结果它们在代谢选择中也扮演着重要角色。”
研究小组聚焦于一种名为整合素β7(integrin β7)的蛋白质,这种蛋白已知能将免疫细胞直接导入肠道,以前并没有报道称其与新陈代谢有何关联。研究小组最初发现,缺乏integrin β7基因的小鼠即使吃了更多食物,与对照组小鼠同等活跃,它们的体重增加相等。代谢测试表明,β7阴性小鼠将更多食物转化为了热量,表明它们的基础代谢水平更高。与对照组相比,它们的棕色脂肪燃烧了更多葡萄糖,葡萄糖耐受性更强,甘油三酯水平更低,脂肪耐受性良好。
为了研究这些益处在诱发代谢综合征的条件下是否也持续存在,他们给β7阴性小鼠和对照组小鼠同时喂食高脂肪、高糖和高钠盐食物,β7阴性小鼠仍然苗条、耐葡萄糖,未出现高血压或其他高脂肪饮食典型后果,而对照组小鼠变得肥胖、血压升高、糖耐量降低。
在基因编辑小鼠模型中的研究发现,阻断骨髓(免疫细胞的源头)β7表达,可以维持高胆固醇饮食条件下动物体内脂质水平正常。β7阴性骨髓排出的胆固醇更多,葡萄糖耐受性提高、动脉斑块和其他心血管危险指数发生率较低。
于是,研究人员着手寻找β7影响的代谢相关细胞。他们在小肠内壁的一组T细胞中发现β7表达量最高。虽然β7可引导几种免疫细胞进入肠道,但只有这些上皮内T细胞似乎能调节代谢系统。Swirski课题组发现这些细胞降低了GLP-1蛋白水平,这种蛋白通常通过刺激胰岛素分泌和葡萄糖摄取来增加新陈代谢。
Swirski解释说,β7阳性上皮内T细胞的代谢抑制效应可能是为了防止营养缺乏条件下的饥饿。“在食物供给不确定的时候,将食物中的一些能量转化脂肪是有利的。但是在营养过剩的时候,这样的系统会适得其反,导致今天如此普遍的心血管疾病。”
“现在我们有许多问题需要研究——确切地说,我们需要弄清楚这些细胞是如何限制GLP-1的可用性的,代谢率高的人是否拥有较少的这些细胞,随着时间推移,这种细胞的功能是如何发生变化的,阻断这些细胞是否有利于治疗肥胖、糖尿病、高血压和老年痴呆症,”哈佛医学院放射学副教授Swirski说道。
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