CELL｜碧云天产品助力文章荣登cell杂志封面
碧云天产品助力肥胖治疗新途径研究
2022年3月5日《Cell》杂志在线发表了华东师范大学生命科学学院马欣然研究员、徐凌燕研究员、张强研究员和上海交通大学附属第六人民医院胡承教授的最新合作研究成果“Local hyperthermia therapy induces browning of white fat and treats obesity”。该论文被选为《细胞》的封面故事，于3月17日正式刊出。已有研究表明米色脂肪组织棕色化在调节机体能量代谢稳态中发挥着重要作用，然而其中涉及的具体机制以及如何安全有效的激活米色脂肪棕色化仍有待于进一步研究。本文中，研究人员发现基于水凝胶光热疗法的局部热疗(LHT)能够激活米色脂肪棕色化过程，可以安全有效地治疗小鼠肥胖症，并且不会产生明显的副作用。同时研究人员也对其中所涉及的分子机制进行了进一步研究，为肥胖症的治疗提供了新的理论思路。
基于脂肪的分布位置和代谢功能不同，脂肪组织被分为白色脂肪。棕色脂肪和米色脂肪。最近研究表明米色脂肪在静息期会表现出白色脂肪的特性，而当受到寒冷或β肾上腺素受体激动剂刺激后，则会表现出棕色化的潜力。而脂肪棕色化则被认为可以促进机体产能和能量消耗，改善机体代谢，在一定程度上治疗肥胖。因此，米色脂肪棕色化被认为是治疗肥胖及相关代谢性疾病的重要靶点。作为一种治疗手段，热疗法近年来也被证实能够在一定程度上改善机体代谢情况，研究人员首先验证了体外米色脂肪细胞对于热疗法的敏感性。结果显示，米色脂肪细胞经热疗法处理后出现了明显的温度升高且产热增强，并且Ucp1和Pgc1a表达也出现了显著上调。随后研究人员利用PEG-PDA光热水凝胶，实现了小鼠体内对米色脂肪细胞在温和温度下的局部热疗。结果证实，局部热疗能够有效促进小鼠米色脂肪细胞产热，并且Ucp1等多种蛋白分子表达水平增加，并且不会造成整体代谢改变。成年人在肩胛骨附近也分布有米色脂肪，研究人员同时验证了LHT对人体米色脂肪产热作用的影响，结果显示LHT能够明显增强锁骨处米色脂肪的产热，并且对于整体代谢无明显影响。
随后研究人员进一步验证了LHT长期使用的安全性。研究人员在动物水平测试了长期LHT对代谢的作用影响。在给小鼠提供高脂饮食并注射PEG-PDA水凝胶后，利用近红外光进行定期照射，结果发现与对照组小鼠相比，接受LHT的小鼠体内脂肪含量明显减少，体重显著降低，耐寒能力增强，能量消耗增多，并且小鼠对胰岛素敏感性也有所增强。系统性分析表面，LHT小鼠脂肪储存明显减少，肝脏脂肪病变得到有效改善。组织学检查结果表明，脂肪细胞体积较小，肝脏中无多度脂肪累积。Ucp1和Pgc1α水平表达升高。并且长期LHT并未对机体中枢交感神经系统和免疫系统造成影响。上述结果均表明，长期LHT治疗可以通过激活小鼠米色脂肪从而安全有效地预防和治疗肥胖及代谢障碍。
进一步机制研究表明，HSF1在LHT诱导的米色脂肪棕色化及产热过程中发挥了重要作用，在同样饲喂高脂饮食的条件下，HSF1 FKO小鼠与野生型小鼠相比出现了体重增加，脂肪积聚增多，胰岛素抵抗，耐寒能力下降等一系列现象。同时，在HSF1 FKO小鼠中，LHT也没能发挥出其应有的作用。
为了更加清楚地了解HSF1代谢调控网络，研究人员利用ChIP-Seq技术在全基因组范围内筛查了米色脂肪中受HSF1调控的靶基因，在此过程中，研究人员发现了唯一一个具有RNA结合潜力的HSF1蛋白靶点：Hnrnpa2b1（A2b1），并对其展开了研究。研究发现在A2b1启动子区域存在一个经典的热休克因子结合元件(HSE)，多项研究表明HSF1能够与A2b1启动子中的HSE相结合，LHT在一定程度上能够增强HSF1与HSE的特异性结合，并且HSF1缺失会显著影响A2b1的表达。为进一步了解HSF1-A2b1信号轴在脂肪细胞代谢功能中的作用，研究人员在HSF1-FKO小鼠中过表达A2b1，结果显示A2b1过表达能够有效缓解HSF1-FKO小鼠在高脂饮食条件下的代谢障碍。多方结果证实LHT可以激活HSF1促进A2b1转录，从而维持脂肪细胞中多个关键代谢基因的mRNA稳定性，并且激活米色脂肪棕色化，从而改善肥胖和代谢异常。
总而言之，本研究发现了一种新型的激活米色脂肪棕色化的方法，并且验证了该方法长期使用的安全性和有效性；解析了HSF1-A1b1的信号调控机制，为肥胖症的治疗和预防提供了新策略。
在研究中，研究人员选用了多款碧云天高品质产品，包括苏木素伊红(HE)染色试剂盒、增强型CCK-8试剂盒、BCA蛋白浓度测定试剂盒。
| 产品编号 | 产品名称 | 产品包装 |
| C0105S | 苏木素伊红(HE)染色试剂盒 | >200次 |
| C0105M | 苏木素伊红(HE)染色试剂盒 | >1000次 |
| C0041 | Enhanced Cell Counting Kit-8 (增强型CCK-8试剂盒) | 100次 |
| C0043 | Enhanced Cell Counting Kit-8 (增强型CCK-8试剂盒) | 2500次 |
| C0046 | Enhanced Cell Counting Kit-8 (增强型CCK-8试剂盒) | 10000次 |
| P0012S | BCA蛋白浓度测定试剂盒 | 200次 |
| P0012 | BCA蛋白浓度测定试剂盒 | 500次 |
论文链接：
Li et al., Local hyperthermia therapy induces browning of white fat and treats obesity, Cell (2022).
https:// doi.org/10.1016/j.cell.2022.02.004