中国博后一作Nature论文，发现脂肪细胞全新产热机制，为肥胖及糖尿病治疗带来新思路

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

褐色脂肪（brown fat，也叫做棕色脂肪）是一种特殊的脂肪类型，因其能将来自食物中的能量（卡路里）燃烧产热而闻名。相比之下，白色脂肪则储存能量以备后用，而肌肉则能立即将能量用于做功。

长期以来，科学界普遍认为，褐色脂肪（brown fat）的产热功能与线粒体密切相关。我们早已知道，褐色脂肪组织中的线粒体能够通过一种名为解偶联蛋白-1（UCP1）的特殊分子，从能量生产中脱离出来，转而产生热量，有助于身体在寒冷环境中保持温暖、维持体温。

但令人困惑的是，即使是褐色脂肪中缺乏UCP1的小鼠，仍能保持能量燃烧和产热的能力，这暗示了细胞中可能存在备用的产热机制。

2025 年 9 月 17 日，圣路易斯华盛顿大学Irfan Lodhi团队在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：Peroxisomal metabolism of branched fatty acids regulates energy homeostasis 的研究论文。博士后刘雪静为论文第一作者，论文共同作者何安元现为安徽医科大学生命科学学院教授，鲁栋梁现为郑州大学医学科学院副研究员。

该研究发现并描述了描述了一种不依赖于线粒体UCP1的产热机制，该机制涉及过氧化物酶体（Peroxisome）中单甲基支链脂肪酸（mmBCFA）的 ATP 耗能代谢，褐色脂肪中的过氧化物酶体中的ACOX2通过介导 mmBCFA 的 β 氧化而产热。

褐色脂肪中特异性敲除 ACOX2 会损害耐寒能力，降低体温，并促进饮食诱导的胰岛素抵抗和肥胖，而在褐色脂肪中过表达 ACOX2，可独立于 UCP1 增强产热，并改善代谢稳态。这些结果揭示了过氧化物酶体在脂肪组织产热中的一种先前未被认识的新作用。

刘雪静，在安徽省长大。2014 年，本科毕业于重庆医科大学，作为直博生进入复旦大学上海医学院，师从吴健教授，2019 年获得博士学位，博士期间的研究重点是支链脂肪酸氧化在脂肪组织产热中的作用。此后加入圣路易斯华盛顿大学 Irfan Lodhi 的实验室，致力于利用褐色脂肪的产热功能来治疗肥胖及其相关的 2 型糖尿病。

在这项最新研究中，研究团队发现，过氧化物酶体在褐色脂肪中扮演着替代性产热的重要角色。过氧化物酶体是细胞内负责处理脂肪分子的小型细胞器，该研究发现，当暴露于寒冷环境时，褐色脂肪中的过氧化物酶体数量会显著增加。在线粒体中缺乏 UCP1 的小鼠体内，过氧化物酶体的数量增加尤为明显，这表明了过氧化物酶体在线粒体产热功能受损时能够起到补偿作用。

该研究发现，过氧化物酶体通过一种以褐色脂肪中的一种关键蛋白质——ACOX2（酰基辅酶 A 氧化酶 2）为核心的代谢过程消耗燃料并产生热量。对于褐色脂肪中缺乏 ACOX2 的小鼠，它们耐寒能力有所下降，暴露于寒冷环境后体温也比正常小鼠低。此外，与正常小鼠相比，它们不能很好地利用胰岛素来调控血糖（胰岛素敏感性降低），而且在喂食高脂饮食时更容易肥胖。相比之下，经过基因工程改造的褐色脂肪中高表达 ACOX2 的小鼠，在喂食相同的高脂饮食时，它们的产热增加，耐寒能力增强，胰岛素敏感性和体重控制也得到改善。

研究团队利用他们开发的荧光热传感器 Pexo-TEMP 发现，当 ACOX2 代谢单甲基支链脂肪酸（mmBCFA）时，褐色脂肪细胞会变得更热（温度升高）。他们还使用红外热成像相机证明，缺乏 ACOX2 的小鼠的褐色脂肪产热更少。

通过单甲基支链脂肪酸（mmBCFA）合成和β-氧化的耗能循环实现的不依赖于 UCP1 的产热作用

人体自身能够合成单甲基支链脂肪酸（mmBCFA），这些分子也存在于奶制品以及母乳中，也可以由某些肠道微生物产生。因此，通过基于 mmBCFA 的饮食干预措施，例如某种食物、益生菌或“营养补充剂”来增强这种新发现的产热途径，从而改善代谢、帮助减肥。此外，研究团队还在研究能够直接激活 ACOX2 的药物。

最后，研究团队表示，虽然这项研究是在小鼠身上进行的，但有证据表明这一产热途径在人类身上同样适用，因为体内 mmBCFA 水平较高的人往往体重指数（BMI）较低。研究团队的长期目标是测试通过饮食或其他治疗手段提高 mmBCFA 水平或增强 ACOX2 活性，能否有助于激活过氧化物酶体的这种产热途径，以帮助人们减肥并改善代谢健康。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09517-7