为什么中年时腰围会增加——老化干细胞加速运转

随着年龄的增长，我们的腰围往往会变宽，但问题不仅仅是外观上的变化。腹部脂肪会加速衰老并减慢新陈代谢，增加患糖尿病、心脏病和其他慢性疾病的风险。然而，年龄如何将六块腹肌变成柔软的肚子，其机制尚不明确。

现在，由希望之城国家医疗中心进行的临床前研究发现了与年龄相关的腹部脂肪的细胞罪魁祸首，为中年腰围增大的原因提供了新的见解。

该研究结果今天发表在《科学》杂志上，表明未来疗法有一个新的目标，可以预防腹部脂肪堆积并延长我们的健康寿命。

“人们通常会在年龄增长时失去肌肉并增加体脂——即使他们的体重保持不变，”该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分子和细胞内分泌学副教授Qiong (Annabel) Wang博士说。“我们发现，衰老触发了一种新型成体干细胞的出现，并大大增强了新脂肪细胞的产生，尤其是在腹部。”

在与加州大学洛杉矶分校实验室共同通讯作者Xia Yang博士的合作下，科学家们进行了一系列小鼠实验，并在人体细胞上进行了验证。Wang及其同事专注于白色脂肪组织（WAT），这种脂肪组织是与年龄相关的体重增加的主要原因。

虽然众所周知，脂肪细胞会随着年龄增长而变大，但科学家们怀疑WAT也通过产生新的脂肪细胞而扩展，这意味着它可能具有无限的生长潜力。

为了验证他们的假设，研究人员集中研究了脂肪前体细胞（APCs），这是一组在WAT中演变为脂肪细胞的干细胞。

希望之城团队首先将年轻和老年小鼠的APCs移植到另一组年轻小鼠体内。来自老年动物的APCs迅速产生了大量的脂肪细胞。

当研究团队将年轻小鼠的APCs移植到老年小鼠体内时，这些干细胞并没有制造出许多新的脂肪细胞。结果证实，老年APCs能够独立地制造新的脂肪细胞，无论宿主的年龄如何。

使用单细胞RNA测序技术，科学家们接下来比较了年轻和老年小鼠的APC基因活性。虽然在年轻小鼠中几乎不活跃，但在中年小鼠中，APCs变得非常活跃，开始大量产生新的脂肪细胞。

“大多数成体干细胞的生长能力随着年龄增长而减弱，但APCs的情况恰恰相反——衰老解锁了这些细胞进化和扩散的能力，”希望之城基因调控与药物发现研究鲁思·B. & 罗伯特·K. 兰曼捐赠主席、分子与细胞内分泌学系主任Adolfo Garcia-Ocana博士说。“这是首次证明我们的腹部在年龄增长时由于APCs大量产生新的脂肪细胞而扩张。”

衰老还将APCs转变为一种称为特定年龄的承诺前脂肪细胞（CP-As）的新类型干细胞。CP-A细胞在中年时期出现，积极产生新的脂肪细胞，解释了为什么老年小鼠体重增加更多。

一个名为白血病抑制因子受体（LIFR）的信号通路对促进这些CP-A细胞的增殖和演化成脂肪细胞至关重要。

“我们发现身体的脂肪生成过程是由LIFR驱动的。虽然年轻小鼠不需要这个信号来生成脂肪，但老年小鼠需要，”Wang解释说。“我们的研究表明，LIFR在触发CP-A细胞生成新的脂肪细胞和扩大老年小鼠的腹部脂肪方面起着关键作用。”

通过对不同年龄段人群样本的单细胞RNA测序，Wang及其同事接下来在实验室中研究了人体组织中的APCs。研究团队再次鉴定出了类似的CP-A细胞，在中年人的组织中数量增加。他们的发现还说明了人类中的CP-A细胞具有很高的生成新脂肪细胞的能力。

“我们的研究突显了控制新脂肪细胞生成以应对与年龄相关的肥胖的重要性，”Wang说。“了解CP-A细胞在代谢障碍中的作用以及这些细胞如何在衰老过程中出现，可能会为减少腹部脂肪和改善健康及寿命提供新的医疗解决方案。”

未来的研究将集中在动物模型中追踪CP-A细胞，观察人类中的CP-A细胞，并开发新的策略来消除或阻断这些细胞，以防止年龄相关的脂肪增加。

该研究的第一作者是希望之城的Guan Wang博士和加州大学洛杉矶分校的Gaoyan Li博士。

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