燃烧我的卡路里--产热脂肪的前世今生
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有意思的是，遗传学脂肪定位实验表明， 肩胛间区和骨骼肌中的棕色脂肪细胞来自表达生
肌决定因子Myf5的细胞群[6]。同时，棕色性[7-8]。
典型的棕色脂肪组织分布在啮齿类动物的 肩胛间、肾周和主动脉周围。在人类中，棕色脂 肪存在于婴儿的肩胛间，该棕色脂肪组织的发育 主要在产前阶段完成，以便在婴儿出生后通过非 震颤产热方式产生热量，维持婴儿体温。啮齿类 动物的棕色脂肪组织则终生存在。人类肩胛间 棕色脂肪组织随着年龄的增长逐渐缩小，因此 曾一度认为成年人体内不存在有活性的棕色脂肪 组织，直到使用氟-18-去氧葡萄糖正子断层扫 描(18F-FDG-PET)结合计算机断层扫描(CT)对人 体进行临床观察时，意外发现成人体内存在明显 活跃的棕色脂肪组织，从而改写了这一说法[9]。 目前，利用18F-FDG-PET/CT扫描技术，在成人 颈椎、锁骨和腋窝处均发现了活跃的棕色脂肪组 织。从进化角度来看，成年人类和非人灵长类动 物脖颈处的棕色脂肪可能起到加热脑部血液供 给、保护大脑的作用。
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图1 脂肪细胞的三种类型
对肥胖治疗的现状，也即“减肥”而言， 目前已有的FDA批准的减肥药抑制摄食中枢(如 利拉鲁肽)或抑制肠道脂肪吸收(如奥利司他)，均 通过降低能量摄入来达到减肥的目的。然而，这 些药物往往会引发严重的副作用，包括抑郁、油 性肠蠕动等。因此，开发新的肥胖治疗策略迫在 眉睫。最新研究进展表明，棕色/米色脂肪细胞 的数量与身体质量指数和肥胖呈负相关，增加棕 色/米色脂肪细胞的数量或增强其产热功能导致 机体的体重下降，提示其在控制能量稳态方面发 挥着关键作用[5]。因此，研究棕色/米色脂肪组织 的发育以及功能调控有望为治疗人类肥胖提供新 的策略。
关键词 棕色脂肪；米色脂肪；产热；能量平衡；肥胖；代谢性疾病
生命中的挑战并不是要让你陷于停顿，而 是要帮助你发现自我。
——约翰森·里根
在中国经济社会高度发展的今天，衣食住 行都变得非常方便，享受生活的同时，不知道大 家是否发现自己身材的变化呢？
身体质量指数(BMI)判定体重状况： BMI＜18.5 kg/m2为体重过低 18.5≤BMI＜24.0 kg/m2为体重正常 24.0≤BMI＜28.0 kg/m2为超重 BMI≥28.0 kg/m2为肥胖
1 棕色脂肪的发育起源及解剖学特征
棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT)由棕 色脂肪细胞组成。与专职储存能量、含单一大脂 滴的白色脂肪细胞不同，棕色脂肪细胞富含许多 小脂滴(多房脂质)，并特异性表达解偶联蛋白1 (uncoupling protein 1, UCP1)。UCP1在寒冷、摄 食、肾上腺素等刺激下可被激活，促进棕色脂肪 细胞线粒体呼吸和产热。
据2015年国家健康委员会统计：中国18岁及 以上成人超重率为30.1 %，肥胖率为11.9 %；6～17 岁儿童和青少年超重率为9.6 %，肥胖率为6.4 %， 且该数据呈不断上升趋势[1]。由此可见，中国肥 胖率的范围及严重程度都在不断扩大。
放眼整个地球村，肥胖也是肆虐全球的公 共卫生问题，是冠心病、高血压、非酒精性脂肪
†通信作者，研究方向：能量失衡和糖脂代谢紊乱的调控分子和作用机制。E-mail: lyxu@
423
Chinese Journal of Nature Vol. 41 No. 6 REVIEW ARTICLE
而在寒冷和β3肾上腺素刺激条件下又表现出棕 色脂肪细胞的特质，因而具有极大的可塑性[4]。 生理或病理条件下，白色脂肪细胞数量的异常增 多、胞内脂质的累积过多，或棕色和米色脂肪产 热功能降低导致的能量消耗异常减少，均可以导 致肥胖(图1)。
肝、2型糖尿病和高脂血症等多种慢性代谢性疾 病的常见诱发因素[2]。肥胖率居高不下给人类健 康和社会经济带来巨大的压力。因此，肥胖问题 亟待解决，刻不容缓。
导致肥胖的因素是复杂多样的，遗传、疾 病和生活方式等都可造成肥胖。在过度加工的高 热量食物与久坐不动的生活方式影响下，机体能 量摄入长期超过能量消耗，能量收支的不平衡， 更促进了肥胖的高发[3]。究其本质，肥胖是由全 身或者局部脂肪过度堆积造成的。目前认为脂肪 细胞存在三种类型：第一种是构成了大多数动物 脂肪组织主体的单房性白色脂肪细胞，典型的例 子是镶嵌在牛排上具有大理石般纹理的白色纹 路，中年发福后圆滚滚的肚子里也积攒了许多白 色脂肪；第二种是高度特化的棕色脂肪细胞，它 们以热能的形式消耗储存的化学能，典型的棕色 脂肪细胞聚集在啮齿动物的肩胛间区和肾周区， 具有丰富的神经支配和血管供应；第三种米色脂 肪细胞是最近发现的新型脂肪细胞，富集在皮下 脂肪中，在静息态表现出白色脂肪细胞的特点，
doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.06.005
第 41 卷第 6 期 ■专题综述
燃烧我的卡路里——产热脂肪的前世今生
陈鑫，李国强，孟美瑶，徐凌燕†
华东师范大学 生命科学学院/上海市调控生物学重点实验室，上海 200241
摘要 肥胖为能量摄入与消耗失衡引起的脂肪过度堆积，是糖尿病、高血压、高血脂、脂肪肝和心血管疾病等代谢综合征的 重大风险因素。脂肪作为防治肥胖与代谢性疾病的重要组织靶点，分为储存能量的白色脂肪以及产热并消耗能量的棕色和 米色脂肪。研究发现，成年人体内的棕色和米色脂肪含量与机体能量代谢呈正相关，而与BMI和血糖呈负相关，提示激活 人体棕色和米色脂肪产热在改善肥胖和胰岛素抵抗方面的重大潜力。文章讲述了棕色和米色脂肪细胞的发育起源、解剖学 特征以及调控其发育和产热功能的各种因素。总而言之，棕色和米色脂肪作为治疗肥胖的靶标既具有巨大潜力，又面临着 巨大挑战。
2 米色脂肪的发育起源及解剖学特征
米色脂肪是哺乳动物中除棕色脂肪以外的 另一种热原性脂肪(thermogenic，能够产热的脂 肪)。米色脂肪细胞主要分散存在于啮齿类动物 皮下白色脂肪组织中，其在静息态时形态与白 色脂肪细胞类似，寒冷、锻炼及长期使用过氧化 物酶体增殖物激活受体g (PPARg)激动剂等因素 可以激活米色脂肪细胞。激活态的米色脂肪细胞 在形态与功能上类似于棕色脂肪细胞，大量表达 UCP1并表现出UCP1依赖的产热能力，这种现象 因此被称为白色脂肪棕色化或褐变[10]。
肌决定因子Myf5的细胞群[6]。同时，棕色性[7-8]。
典型的棕色脂肪组织分布在啮齿类动物的 肩胛间、肾周和主动脉周围。在人类中，棕色脂 肪存在于婴儿的肩胛间，该棕色脂肪组织的发育 主要在产前阶段完成，以便在婴儿出生后通过非 震颤产热方式产生热量，维持婴儿体温。啮齿类 动物的棕色脂肪组织则终生存在。人类肩胛间 棕色脂肪组织随着年龄的增长逐渐缩小，因此 曾一度认为成年人体内不存在有活性的棕色脂肪 组织，直到使用氟-18-去氧葡萄糖正子断层扫 描(18F-FDG-PET)结合计算机断层扫描(CT)对人 体进行临床观察时，意外发现成人体内存在明显 活跃的棕色脂肪组织，从而改写了这一说法[9]。 目前，利用18F-FDG-PET/CT扫描技术，在成人 颈椎、锁骨和腋窝处均发现了活跃的棕色脂肪组 织。从进化角度来看，成年人类和非人灵长类动 物脖颈处的棕色脂肪可能起到加热脑部血液供 给、保护大脑的作用。
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图1 脂肪细胞的三种类型
对肥胖治疗的现状，也即“减肥”而言， 目前已有的FDA批准的减肥药抑制摄食中枢(如 利拉鲁肽)或抑制肠道脂肪吸收(如奥利司他)，均 通过降低能量摄入来达到减肥的目的。然而，这 些药物往往会引发严重的副作用，包括抑郁、油 性肠蠕动等。因此，开发新的肥胖治疗策略迫在 眉睫。最新研究进展表明，棕色/米色脂肪细胞 的数量与身体质量指数和肥胖呈负相关，增加棕 色/米色脂肪细胞的数量或增强其产热功能导致 机体的体重下降，提示其在控制能量稳态方面发 挥着关键作用[5]。因此，研究棕色/米色脂肪组织 的发育以及功能调控有望为治疗人类肥胖提供新 的策略。
关键词 棕色脂肪；米色脂肪；产热；能量平衡；肥胖；代谢性疾病
生命中的挑战并不是要让你陷于停顿，而 是要帮助你发现自我。
——约翰森·里根
在中国经济社会高度发展的今天，衣食住 行都变得非常方便，享受生活的同时，不知道大 家是否发现自己身材的变化呢？
身体质量指数(BMI)判定体重状况： BMI＜18.5 kg/m2为体重过低 18.5≤BMI＜24.0 kg/m2为体重正常 24.0≤BMI＜28.0 kg/m2为超重 BMI≥28.0 kg/m2为肥胖
1 棕色脂肪的发育起源及解剖学特征
棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT)由棕 色脂肪细胞组成。与专职储存能量、含单一大脂 滴的白色脂肪细胞不同，棕色脂肪细胞富含许多 小脂滴(多房脂质)，并特异性表达解偶联蛋白1 (uncoupling protein 1, UCP1)。UCP1在寒冷、摄 食、肾上腺素等刺激下可被激活，促进棕色脂肪 细胞线粒体呼吸和产热。
据2015年国家健康委员会统计：中国18岁及 以上成人超重率为30.1 %，肥胖率为11.9 %；6～17 岁儿童和青少年超重率为9.6 %，肥胖率为6.4 %， 且该数据呈不断上升趋势[1]。由此可见，中国肥 胖率的范围及严重程度都在不断扩大。
放眼整个地球村，肥胖也是肆虐全球的公 共卫生问题，是冠心病、高血压、非酒精性脂肪
†通信作者，研究方向：能量失衡和糖脂代谢紊乱的调控分子和作用机制。E-mail: lyxu@
423
Chinese Journal of Nature Vol. 41 No. 6 REVIEW ARTICLE
而在寒冷和β3肾上腺素刺激条件下又表现出棕 色脂肪细胞的特质，因而具有极大的可塑性[4]。 生理或病理条件下，白色脂肪细胞数量的异常增 多、胞内脂质的累积过多，或棕色和米色脂肪产 热功能降低导致的能量消耗异常减少，均可以导 致肥胖(图1)。
肝、2型糖尿病和高脂血症等多种慢性代谢性疾 病的常见诱发因素[2]。肥胖率居高不下给人类健 康和社会经济带来巨大的压力。因此，肥胖问题 亟待解决，刻不容缓。
导致肥胖的因素是复杂多样的，遗传、疾 病和生活方式等都可造成肥胖。在过度加工的高 热量食物与久坐不动的生活方式影响下，机体能 量摄入长期超过能量消耗，能量收支的不平衡， 更促进了肥胖的高发[3]。究其本质，肥胖是由全 身或者局部脂肪过度堆积造成的。目前认为脂肪 细胞存在三种类型：第一种是构成了大多数动物 脂肪组织主体的单房性白色脂肪细胞，典型的例 子是镶嵌在牛排上具有大理石般纹理的白色纹 路，中年发福后圆滚滚的肚子里也积攒了许多白 色脂肪；第二种是高度特化的棕色脂肪细胞，它 们以热能的形式消耗储存的化学能，典型的棕色 脂肪细胞聚集在啮齿动物的肩胛间区和肾周区， 具有丰富的神经支配和血管供应；第三种米色脂 肪细胞是最近发现的新型脂肪细胞，富集在皮下 脂肪中，在静息态表现出白色脂肪细胞的特点，
doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2019.06.005
第 41 卷第 6 期 ■专题综述
燃烧我的卡路里——产热脂肪的前世今生
陈鑫，李国强，孟美瑶，徐凌燕†
华东师范大学 生命科学学院/上海市调控生物学重点实验室，上海 200241
摘要 肥胖为能量摄入与消耗失衡引起的脂肪过度堆积，是糖尿病、高血压、高血脂、脂肪肝和心血管疾病等代谢综合征的 重大风险因素。脂肪作为防治肥胖与代谢性疾病的重要组织靶点，分为储存能量的白色脂肪以及产热并消耗能量的棕色和 米色脂肪。研究发现，成年人体内的棕色和米色脂肪含量与机体能量代谢呈正相关，而与BMI和血糖呈负相关，提示激活 人体棕色和米色脂肪产热在改善肥胖和胰岛素抵抗方面的重大潜力。文章讲述了棕色和米色脂肪细胞的发育起源、解剖学 特征以及调控其发育和产热功能的各种因素。总而言之，棕色和米色脂肪作为治疗肥胖的靶标既具有巨大潜力，又面临着 巨大挑战。
2 米色脂肪的发育起源及解剖学特征
米色脂肪是哺乳动物中除棕色脂肪以外的 另一种热原性脂肪(thermogenic，能够产热的脂 肪)。米色脂肪细胞主要分散存在于啮齿类动物 皮下白色脂肪组织中，其在静息态时形态与白 色脂肪细胞类似，寒冷、锻炼及长期使用过氧化 物酶体增殖物激活受体g (PPARg)激动剂等因素 可以激活米色脂肪细胞。激活态的米色脂肪细胞 在形态与功能上类似于棕色脂肪细胞，大量表达 UCP1并表现出UCP1依赖的产热能力，这种现象 因此被称为白色脂肪棕色化或褐变[10]。