摘要:全球肥胖危机正在悄然升级,据世界卫生组织数据显示,全球已有超过10亿人生活在肥胖的阴影下,这个数字仍在持续增长。“一胖毁所有”影响的不仅是外貌,更会对身体健康造成巨大威胁。多年来,减重能逆转代谢问题已成共识:肥胖者通过手术或饮食控制减重后,血糖会下降、胰岛素敏
全球肥胖危机正在悄然升级,据世界卫生组织数据显示,全球已有超过10亿人生活在肥胖的阴影下,这个数字仍在持续增长。“一胖毁所有”影响的不仅是外貌,更会对身体健康造成巨大威胁。多年来,减重能逆转代谢问题已成共识:肥胖者通过手术或饮食控制减重后,血糖会下降、胰岛素敏感性会提升,心血管负担也会减轻。但一些关键问题悬而未决:减重到底如何改变我们的身体?尤其是直接“受力”的脂肪组织,在细胞和分子层面究竟发生了怎样的变化?
7月9日,国际顶级期刊《Nature》发表的一项题为“Selective remodelling of the adipose niche in obesity and weight loss”的里程碑研究为我们揭开了谜底。英国帝国理工学院的研究团队通过分析17万余个脂肪细胞,首次绘制出减重后脂肪组织的单细胞空间图谱——不仅发现了肥胖如何加速细胞衰老,减重能够显著逆转这一过程的科学证据,还揭示了减重后体重反弹的深层机制,为肥胖及代谢疾病的治疗打开了全新视角。
破局之作:
17万细胞绘制“减重细胞地图”
过去,科学家研究脂肪组织时总面临两大难题:一是脂肪组织像“一团乱麻”,脂肪细胞、免疫细胞、血管细胞混在一起,没有清晰的器官边界;二是脂肪细胞体积太大,会挡住周围细胞,难以精准捕捉单个细胞的活动。为破解这些难题,帝国理工学院的研究团队采取了“双管齐下”的技术:
单细胞转录组学:像“放大镜”一样,看清每个细胞的基因活动,判断细胞是活跃还是衰老、是“促炎”还是“抗炎”。
空间转录组学:记录细胞在脂肪组织中的具体位置,还原它们如何形成“细胞社区”,相互影响。
最终,团队分析了70名受试者的脂肪样本——包括25名接受减重手术的肥胖患者(手术前后对比)、24 名健康瘦者,聚焦于腹部皮下脂肪(这是“将军肚”的核心部位,直接影响代谢健康),并整合了已发表的单细胞数据,构建出包含17万余个细胞的“减重细胞地图”。这张“地图”的价值在于:它第一次让我们“走进”脂肪组织内部,看清肥胖时细胞如何“失控”,以及减重时它们如何一步步“重生”。
人类在消瘦、肥胖和减肥状态下的脂肪组织单细胞图谱
四大改变:
减重如何实现“细胞逆龄”
通过对比肥胖者减重前后、与健康人的脂肪细胞差异,研究团队得出了四个具有突破性的核心发现——不仅从细胞层面阐明了减重为何能改善全身代谢健康的内在逻辑,更首次揭示了体重反弹及代谢紊乱复发的细胞级诱因,为肥胖相关疾病的干预提供了新方向。
01
逆转细胞衰老:
脂肪组织“变年轻”
肥胖时,脂肪组织里的细胞仿佛被按下了衰老“加速键”:
► 衰老标志物(如p21蛋白)的阳性细胞数量大幅增加,这些细胞像老化的机器,失去了正常功能。
► 控制衰老的基因被激活,细胞陷入周期停滞,既无法正常分裂更新,也无法高效工作。
► 脂肪前体细胞(能分化成新脂肪细胞的“种子细胞”)变得应激脆弱,甚至出现选择性衰老,难以生成新的健康脂肪细胞。
减重后,这一过程会被显著“踩刹车”:
► 衰老细胞数量减少,衰老相关基因的活动减弱,就像给脂肪组织“充了电”。
► 脂肪前体细胞的衰老状态被逆转,重新恢复分化能力,能生成更多健康的成熟脂肪细胞。
► 血管细胞的应激表型也随之减轻,血管网络更通畅,为脂肪细胞提供充足营养和氧气。
研究证实,这种“细胞年轻化”正是减重后全身代谢改善的核心——当脂肪组织恢复活力,它就能正常储存脂肪、分解能量,不再把多余脂肪“挤”到肝脏、胰腺等器官,从而缓解胰岛素抵抗、降低血糖。
减肥能强有力地逆转衰老及其相关介质
(图源:研究报告)
02
炎症细胞:
体重反弹的“隐形推手”
健康状态下,促炎巨噬细胞在脂肪组织中的比例仅为14%,负责清除受损细胞,维持组织稳定。但肥胖时,这个比例会飙升至31%。这些失控的巨噬细胞会持续释放炎症因子攻击周围细胞,引发慢性炎症;而炎症又会进一步破坏脂肪细胞的代谢功能,形成 “肥胖-炎症-代谢紊乱” 的恶性循环。
减重后,促炎巨噬细胞的比例降至18%,多数巨噬细胞从促炎状态转为温和状态。然而,部分巨噬细胞的激活状态并未完全消退,这可能是体重反弹和代谢问题复发的潜在原因。
脂肪细胞在肥胖和减肥过程中细胞和分子特征的动态调节
03
重获新生:
脂肪细胞代谢功能重启
脂肪细胞的核心功能是储存脂肪和分解脂肪,但肥胖会让它们彻底“瘫痪”:
► 成熟脂肪细胞数量减少,要么是细胞过度膨胀后死亡,要么是新细胞生成不足。
► 存活的脂肪细胞陷入“应激状态”,大量产生类似疤痕的纤维化物质,导致脂肪组织变硬,无法灵活伸缩。
► 脂质合成与分解的通路被阻断,脂肪细胞既不能高效储存能量,也不能及时分解供能,多余脂肪只能堆积在血液和器官中,引发脂毒性。
减重则像给脂肪细胞“重启系统”:
► 应激脂肪细胞的比例从55%骤降至14%,纤维化程度减轻,脂肪组织恢复弹性。
► 脂质循环通路被重新激活,脂肪细胞能正常“收储”和“释放”脂肪,避免脂毒性损伤。
► 支链氨基酸(与胰岛素抵抗密切相关)的分解能力恢复,代谢灵活性提升——即身体又能高效地利用能量,而不是一味堆积脂肪。
这种“代谢复苏”直接体现在临床指标上:减重者的血糖、血脂会下降,胰岛素敏感性会提升,甚至部分早期糖尿病患者能摆脱药物依赖。
肥胖和减肥过程中的免疫细胞浸润、激活和重编程
(图源:研究报告)
04
应激生态位:
代谢疾病的“信号枢纽”
研究中最令人惊喜的发现,是脂肪组织里的一个特殊“细胞社区”——应激生态位。
这个“社区”就像一个“信号枢纽”,聚集了三类关键细胞:处于应激状态的脂肪细胞、未成熟的脂肪前体细胞以及各类免疫细胞。它们紧密相连,不断释放促炎信号和应激信号。在健康人脂肪组织中,这类生态位很少见;肥胖者体内,应激生态位数量大增,成为向外传递代谢紊乱信号的核心,影响全身器官功能;减重后,应激生态位的活跃度会降低,但并未完全消失。
这一发现为代谢疾病的治疗提供了新靶点:未来或许可以通过抑制应激生态位的形成,从源头阻断代谢紊乱的扩散。
受应激的细胞会形成空间生态位并富集相关的信号通路
(图源:研究报告)
从“减重”到“精准抗衰”的新视角
这项研究不仅填补了“减重如何改变脂肪组织”的认知空白,更在科研和临床层面带来了双重突破:
1
构建“细胞地图”,读懂细胞“语言”
过去,我们对减重的理解停留在体重下降、腰围变细等宏观层面;现在,这张“细胞地图” 让我们了解哪些细胞在肥胖中受损、哪些细胞能被减重修复、哪些细胞是顽固隐患。这种微观视角为后续研究提供了“导航”,科学家可以沿着这个方向,让相关研究从“不断尝试”走向“精准靶向”。
2
为减重和治疗代谢疾病提供新策略
对普通人而言,该研究最实际的意义是找到体重反弹的原因——减重后残留的促炎巨噬细胞、未消失的应激生态位。这意味着减重不能见好就收,即使体重达标,也需要长期维持健康生活方式,抑制潜伏炎症。对临床医生而言,研究也提供了新的评估标准——不再只看BMI、腰围,还能通过检测脂肪组织中的衰老细胞比例、促炎巨噬细胞数量,判断减重效果是否真正达标,是否存在复发风险。
这项研究为我们打开了理解肥胖与健康的新窗口。脂肪组织不是一个被动的能量储存器,而是一个动态、活跃的代谢和免疫调节器官。减肥的过程,实际上是在细胞层面进行的一场“生态修复”——减少炎症、逆转衰老、恢复功能。虽然过程中可能会遇到“顽固分子”的抵抗,但科学正在为我们提供越来越多的武器来应对这些挑战,让我们自信地走向更可持续的健康未来。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-025-09233-2
来源:医学顾事