Nature Metabolism | 同济大学栾冰团队发现锌促进雄性小鼠的交感神经支配

交感神经元通过释放儿茶酚胺激活产热脂肪细胞；然而，产热脂肪细胞对交感神经支配的调节尚不清楚。

2023年3月6日，同济大学栾冰团队在Nature Metabolism（IF=20）在线发表题为“Thermogenic adipocyte-derived zinc promotes sympathetic innervation in male mice”的研究论文，该研究表明产热脂肪细胞来源的锌促进雄性小鼠的交感神经支配。该研究确定锌离子(Zn)作为一种产热脂肪细胞分泌因子，促进雄性小鼠棕色脂肪组织和皮下白色脂肪组织的交感神经支配和产热。消耗产热脂肪细胞或拮抗脂肪细胞上的β3-肾上腺素能受体可损害交感神经支配。

在肥胖中，炎症诱导的锌伴侣蛋白金属硫蛋白-2的上调减少了产热脂肪细胞的锌分泌，导致能量消耗减少。此外，锌补充剂通过促进交感神经元诱导的产热来改善肥胖，而交感神经去支配则会取消这种抗肥胖作用。总之，作者确定了产热脂肪细胞和交感神经元相互调节的正反馈机制。这种机制对于适应性产热很重要，可以作为治疗肥胖的潜在靶点。

适应性产热是指棕色脂肪组织(BAT)和米色脂肪细胞对寒冷暴露和运动等外界刺激的反应产生热量。由于其促进能量消耗的巨大能力，适应性产热作用已成为对抗全球流行的肥胖及其相关疾病(如2型糖尿病和胰岛素抵抗)的策略。它们消耗能量的能力主要依赖于解偶联蛋白1 (UCP1)，尽管UCP1独立的产热途径也在棕色脂肪细胞中被描述。

产热脂肪组织富含交感神经，交感神经释放儿茶酚胺，刺激UCP1的表达和产热。同时，棕色和米色脂肪细胞也通过分泌因子调节交感神经支配。既往研究表明，脂肪特异性钙合蛋白3β可诱导分泌因子S100β的表达，促进BAT和米色脂肪细胞的交感神经支配。脂肪因子瘦素通过脑源性神经营养因子途径诱导BAT和米色交感神经支配。此外，脂肪组织驻留免疫细胞如γδ T细胞也通过转化生长因子-β1促进交感神经支配。这些脂肪组织来源的神经营养细胞或因子可增加能量消耗，改善小鼠的肥胖和相关胰岛素抵抗。

锌通过促进交感神经支配来改善肥胖（图源自Nature Metabolism ）

锌是生命最重要的必需微量元素之一。锌存在于身体的各个部位，包括组织、液体和分泌物，并且有越来越多的证据表明血清锌与代谢之间的关系。血浆锌水平低与肥胖相关。同时，锌被认为与脂质和胰岛素谱的改变、氧化应激、炎症过程、胰岛素抵抗、肥胖和血瘦素水平有关。此外，补充锌可显著降低体重、血浆胆固醇和甘油三酯。然而，锌如何发挥其对代谢的有益作用仍不清楚。

该研究报道了产热脂肪细胞在儿茶酚胺刺激后分泌锌，促进交感神经支配和产热。确定了产热脂肪细胞和交感神经元相互调节的正反馈机制。此外，还发现棕色/米色脂肪细胞释放的Zn可能通过ZIP12介导的Zn内流刺激ERK (MAPK)，促进交感神经突的生长和神经支配。GPR39是否介导棕色/米色脂肪细胞分泌Zn对ERK激活的影响是一个有趣的话题，需要进一步研究。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s42255-023-00751-9

转自：“iNature”微信公众号

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