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一到冬天,有的人不怕冷、主要是因为身上靠棕色脂肪产热保温。但是,并不是每个人棕色脂肪产热关键蛋白足量,为啥它们照样不怕冷?
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基于此,2026年7月3日,波恩大学Tongtong Wang和苏黎世联邦理工Christian Wolfrum在《Cell Reports》杂志发表了“A cold-induced GDF15-secreting adipocyte subpopulation regulates energy homeostasis through endocrine signaling”,揭示了身体低温下的自救代偿机制。
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UCP1是棕色脂肪(BAT)经典产热核心,但UCP1敲除(Ucp1 KO)小鼠仍可适应寒冷。本研究揭示了一条UCP1-GDF15 保守调控轴,同时还鉴定出了全新代偿性棕色脂肪细胞亚群U2,阐明了GDF15-GFRAL通路在UCP1缺失下仍然能够维持全身能量稳态。
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图一 冷刺激催生UCP1缺失小鼠特有脂肪细胞U2
测序结果显示,一旦UCP1敲除小鼠遇冷刺激后,白色脂肪中产热 P2 细胞会变多。
棕色脂肪独有U1、U2细胞,野生小鼠再冻也不会长出 U2。U2 细胞会大量产 GDF15 等因子,并且还会伴随强烈细胞应激。
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图二 U2 细胞是冷刺激下 GDF15 的主要分泌源头
实验证明,UCP1 敲除小鼠只有受凉刺激后,它的棕色脂肪才会产生分泌 GDF15的U2细胞。
棕色脂肪是体内GDF15生成的主要部位,遭遇冷刺激后小鼠血液中GDF15明显升高。
作者接下来进一步证实,U2细胞是寒冷环境下机体GDF15的核心来源。
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图三 GDF15通路双向调控机体能量平衡
作者接下来用双基因敲除小鼠探究了GDF15-GFRAL通路发挥了什么作用。
结果发现,缺少该通路后,小鼠冷刺激下的白色脂肪、棕色脂脂代谢和产热能力都会明显变差。
自由吃东西时,小鼠会吃得更多且整体耗氧更高。一旦给它们固定食量后,两组耗氧差别消失,这一结果说明高耗氧只是动物多吃饭带来的食物热效应。
作者进一步通过体外细胞实验发现GDF15不会直接刺激脂肪细胞产热,追究原因可能是靠神经通路间接促进脂肪产热,不仅如此还同时抑制食欲,最终实现双向调节全身能量平衡。
总结
该研究表明冷诱导U2脂肪细胞分泌GDF15的内分泌代偿通路,为肥胖、产热不足类代谢疾病提供全新靶点与理论依据。
文章来源:
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117603
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