Science | 重大突破，首次在新组织鉴定了脂肪祖细胞

来源：iNature

脂肪组织对于安全储存过量卡路里至关重要，因此在代谢健康中起关键作用。通过储存脂滴，脂肪细胞（脂肪细胞）保护器官免受异位脂质积聚的破坏作用。因此，了解如何促进健康的脂肪扩张可能会揭示肥胖和相关疾病的治疗方法。 这种扩张取决于脂肪组织内祖细胞形成新的脂肪细胞。已经鉴定出不同的脂肪细胞祖细胞（APC）群体，但它们之间的相互关系以及与生理和病理性脂肪扩张的相关性仍然知之甚少。

2019年4月26日，美国宾夕法尼亚大学Patrick Seale团队在Science在线发表题为“Identification of a mesenchymal progenitor cell hierarchy in adipose tissue”的研究论文，该研究通过单细胞RNA测序分析，发现脂肪细胞祖细胞的谱系层次结构由存在于小鼠和人脂肪组织中的不同间充质细胞类型组成。由二肽基肽酶-4（DPP4）/ CD26表达标记的细胞是高度增殖的多能祖细胞。值得注意的是，DPP4祖细胞位于脂肪组织周围的胶原蛋白和弹性蛋白纤维的充满液体的网络中。原则上，靶向这些细胞群中的一种或多种可能有益于促进适应性增生性脂肪生长以改善代谢疾病，另外增加祖细胞向脂肪细胞分化的治疗干预可以改善代谢疾病。

最后，Science 对于该文章发表了题为“Fat cell progenitors get singled out”的展望文章，谈到该研究确定了三种受肥胖调节的新型APC，其中一种是用于组织再生和修复的潜在新干细胞生。

白色脂肪组织（WAT）以甘油三酯的形式存储过量的营养能量，甘油三酯可以在能量需求期间释放用于其他组织，例如禁食和身体活动。脂肪细胞在脂滴中储存化学能的能力保护其他器官免受异位脂质沉积的毒性作用。脂肪细胞大小（肥大）和/或数量（增生）增加，脂肪组织扩张。由祖细胞分化介导的增生性生长（脂肪生成）对于正常的脂肪组织功能至关重要。这个过程中的缺陷会导致脂肪纤维化和炎症，导致全身胰岛素抵抗。相反，增强脂肪生成可防止适应不良的脂肪细胞肥大，减少异位脂质积聚，并改善代谢疾病。

DPP4 +祖细胞存在于网状间质中并产生定型的前脂肪细胞

已经基于它们的共同祖细胞或间充质细胞表面标志物的表达分离脂肪祖细胞，包括血小板衍生的生长因子受体-α（PDGFRα），CD29，CD34，干细胞抗原-1（SCA1）/ LY6A，和CD24（8-20）。特别是，当移植到脂营养不良小鼠中时，驻留在脉管系统中的表达CD24的（CD24 +）祖细胞有效地形成功能性脂肪细胞。前脂肪细胞因子-1（PREF1）[也称为δ样同源物-1（DLK1）]和脂肪谱系标志物过氧化物酶体增殖物激活受体-γ（PPARγ）也被报道用于标记与血管密切相关的脂肪细胞。最后，表达Acta2（编码平滑肌肌动蛋白），Myh11或Pdgfrβ的平滑肌相关细胞在某些条件下促成脂肪细胞形成。然而，这些和其他描述的群体之间的重叠，异质性和发育相互关系尚未完全理解。

在发育中的脂肪组织的前缘处指示的细胞类型的解剖关系

在该研究中，通过单细胞RNA测序分析，发现脂肪细胞祖细胞的谱系层次结构由存在于小鼠和人脂肪组织中的不同间充质细胞类型组成。由二肽基肽酶-4（DPP4）/ CD26表达标记的细胞是高度增殖的多能祖细胞。在小鼠皮下脂肪组织发育期间，这些祖细胞产生细胞间粘附分子-1（ICAM1）/ CD54表达（CD54 +）定型的前脂肪细胞和由Clec11a和F3 / CD142表达标记的相关脂肪形成细胞群。转化生长因子-β维持DPP4 +细胞身份并抑制DPP4 +和CD142 +细胞的脂肪形成。值得注意的是，DPP4祖细胞位于脂肪组织周围的胶原蛋白和弹性蛋白纤维的充满液体的网络中。原则上，增加祖细胞向脂肪细胞分化的治疗干预可以改善代谢疾病。

总而言之，该研究定义了由DPP4 +间质祖细胞组成的脂肪祖细胞的发育层次结构，其产生定型的ICAM1 +和CD142 +前脂肪细胞，其准备分化成成熟脂肪细胞。靶向这些细胞群中的一种或多种可能有益于促进适应性增生性脂肪生长以改善代谢疾病。这项研究的一个重要发现是，脂肪祖细胞存在于网状间质中，这是一种最近被人们认识但尚未充分研究的充满液体的胶原蛋白和弹性蛋白纤维网络。该研究结果提出DPP4 +细胞除了作为脂肪库中脂肪细胞的祖细胞外，还可能在其他组织的发育和再生中发挥重要作用。