肥胖已成为全球性健康问题,但治疗手段有限。近日,中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所吴家睿研究组在《细胞研究》(Cell Research)上发表了一项突破性研究,揭示了脂肪细胞定向分化的两阶段机制,为肥胖治疗提供了全新思路。
传统观点认为,细胞必须先退出细胞周期才能启动分化。然而,吴家睿团队利用3T3-L1脂肪前体细胞模型发现,这一假设并不完全正确。他们发现,脂肪细胞分化实际上分为两个独立阶段:许可阶段和执行阶段。
在许可阶段,细胞在接触抑制状态下获得分化潜能。这一过程依赖于表观遗传修饰,如组蛋白乙酰化或甲基化。如果在接触抑制阶段干扰这些表观遗传变化,后续的分化效率会显著降低。更重要的是,这些表观遗传标记可以在细胞传代中稳定遗传,使细胞保持“待分化”状态。
在执行阶段,已获得分化潜能的细胞在诱导因子(如胰岛素、地塞米松等)刺激下,可迅速分化为成熟脂肪细胞。这一阶段独立于细胞周期,无论细胞处于G1、S或G2期,均可被激活分化。
这项研究不仅修正了细胞分化的经典理论,还为治疗肥胖提供了新策略:通过干预许可阶段的表观遗传修饰,可能阻止脂肪前体细胞获得分化能力,从而减少脂肪细胞生成。未来,或许可以通过药物或基因编辑技术,靶向这些表观遗传“开关”,实现肥胖的可控治疗。
该研究得到了国家科技部、国家自然科学基金委员会和中国科学院的支持。