移植的棕色脂肪样细胞有望治疗肥胖和糖尿病

肥胖是导致2型糖尿病和相关慢性疾病的主要原因，今年这两种疾病加在一起导致的死亡人数将超过COVID-19冠状病毒。乔斯林糖尿病中心的科学家们已经证明了一种新的基于细胞的治疗这种危险疾病的概念。

肥胖的潜在治疗方法是移植HUMBLE(人体棕色样)脂肪细胞这是一种经过基因改造的人类白色脂肪细胞，可以产生类似的热量棕色脂肪细胞乔斯林综合生理学和代谢部门的高级研究员曾玉华博士说。

棕色脂肪细胞燃烧能量，而不是像白色脂肪细胞那样储存能量，Tseng说，他是一篇关于这项工作的论文的资深作者科学转化医学．在这个过程中，棕色脂肪可以降低血液中与代谢疾病有关的过量葡萄糖和脂类水平糖尿病．

然而，超重或肥胖的人往往缺乏这种有益的棕色脂肪——这是HUMBLE细胞被设计用来克服的障碍，Tseng说。

她和她的同事们用处于祖细胞阶段(尚未完全发育成最终的脂肪形态)的人类白色脂肪细胞创造了这些细胞。研究人员使用CRISPR-Cas9基因组编辑系统的一种变体来促进一种名为UCP1的基因的表达，该基因可以触发白色脂肪细胞祖细胞发育成棕色脂肪样细胞。

同时也是哈佛医学院医学教授的Tseng说，将HUMBLE祖细胞移植到缺乏免疫系统的小鼠体内后，它们发育成功能非常类似小鼠自身棕色脂肪细胞的细胞。

她的团队将这些细胞的移植与高脂肪饮食小鼠体内的原始白色脂肪细胞进行了比较。接受HUMBLE移植的小鼠对胰岛素表现出更强的敏感性，并能够清除血液中的葡萄糖(2型糖尿病中受损的两个关键因素)。

此外，接受HUMBLE移植的小鼠比接受白色脂肪细胞移植的小鼠体重增加得更少，与接受棕色脂肪细胞移植的小鼠保持在相同的范围内。

也许令人惊讶的是，乔斯林大学的科学家们证明，这些好处主要是由于移植细胞向小鼠内源性(现有的)棕色脂肪细胞发出的信号。Tseng说:“不同组织中的细胞相互交流。”“在这种情况下，我们发现移植的HUMBLE细胞会分泌一种叫做一氧化氮的分子，这种分子由红细胞携带到内源性棕色细胞，并激活这些细胞。”

如果HUMBLE技术继续在pre中得到证明临床研究Tseng表示，在美国，最终有可能为个别患者产生这种类型的细胞。这样的手术将移除患者的少量白色脂肪细胞，分离出祖细胞，修改这些细胞以促进UCP1的表达，然后将得到的HUMBLE细胞返回给患者。

然而，这种个性化的方法将是复杂和昂贵的，所以Tseng实验室正在寻求两种可能更适合临床使用的替代方法。

一种替代方案是使用非个性化的细胞，而是通过生物材料封装，以保护细胞免受患者免疫系统的排斥反应。(乔斯林大学的研究人员及其合作者长期以来一直在研究这种用于1型糖尿病细胞移植的材料。)另一种选择是基因疗法直接在体内的白色脂肪祖细胞中表达UCP1基因，这样细胞获得类似谦卑的属性。

Tseng强调，尽管COVID-19大流行，但这项研究正在向前推进，这使得糖尿病患者如果被感染，出现严重后果的风险要高得多。

她说:“利用基于细胞或基因的疗法来治疗肥胖或2型糖尿病曾经是科幻小说。”“现在，CRISPR基因编辑技术等科学进步将帮助我们改善肥胖和糖尿病患者的新陈代谢、体重、生活质量和整体健康状况。”

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