GFHDT: 為什麼中年時腰圍會增加——老化幹細胞加速運轉

隨著年齡的增長，我們的腰圍往往會變寬，但問題不僅僅是外觀上的變化。 腹部脂肪會加速衰老並減慢新陳代謝，增加患糖尿病、心臟病和其他慢性疾病的風險。 然而，年齡如何將六塊腹肌變成柔軟的肚子，其機制尚不明確。

現在，由希望之城國家醫療中心進行的臨床前研究發現了與年齡相關的腹部脂肪的細胞罪魁禍首，為中年腰圍增大的原因提供了新的見解。

該研究結果今天發表在《科學》雜誌上，表明未來療法有一個新

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的目標，可以預防腹部脂肪堆積並延長我們的健康壽命。

“人們通常會在年齡增長時失去肌肉並增加體脂——即使他們的體重保持不變，”該研究的共同通訊作者、希望之城亞瑟�裡格斯糖尿病與代謝研究所分子和細胞內分泌學副教授Qiong （Annabel） Wang博士說。 “我們發現，衰老觸發了一種新型成體幹細胞的出現，並大大增強了新脂肪細胞的產生，尤其是在腹部。”

在與加州大學洛杉磯分校實驗室共同通訊作者Xia Yang博士的合作下，科學家們進行了一系列小鼠實驗，並在人體細胞上進行了驗證。 Wang及其同事專注於白色脂肪組織（WAT），這種脂肪組織是與年齡相關的體重增加的主要原因。

雖然眾所周知，脂肪細胞會隨著年齡增長而變大，但科學家們懷疑WAT也通過產生新的脂肪細胞而擴展，這意味著它可能具有無限的生長潛力。

為了驗證他們的假設，研究人員集中研究了脂肪前體細胞（APCs），這是一組在WAT中演變為脂肪細胞的幹細胞。

希望之城團隊首先將年輕和老年小鼠的APCs移植到另一組年輕小鼠體內。 來自老年動物的APCs迅速產生了大量的脂肪細胞。

當研究團隊將年輕小鼠的APCs移植到老年小鼠體內時，這些幹細胞並沒有製造出許多新的脂肪細胞。 結果證實，老年APCs能夠獨立地製造新的脂肪細胞，無論宿主的年齡如何。

使用單細胞RNA測序技術，科學家們接下來比較了年輕和老年小鼠的APC基因活性。 雖然在年輕小鼠中幾乎不活躍，但在中年小鼠中，APCs變得非常活躍，開始大量產生新的脂肪細胞。

“大多數成體幹細胞的生長能力隨著年齡增長而減弱，但APCs的情況恰恰相反——衰老解鎖了這些細胞進化和擴散的能力，”希望之城基因調控與藥物發現研究魯思�B. & 羅伯特�K. 蘭曼捐贈主席、分子與細胞內分泌學系主任Adolfo Garcia-Ocana博士說。 “這是首次證明我們的腹部在年齡增長時由於APCs大量產生新的脂肪細胞而擴張。”

衰老還將APCs轉變為一種稱為特定年齡的承諾前脂肪細胞（CP-As）的新類型幹細胞。 CP-A細胞在中年時期出現，積極產生新的脂肪細胞，解釋了為什麼老年小鼠體重增加更多。

一個名為白血病抑制因數受體（LIFR）的信號通路對促進這些CP-A細胞的增殖和演化成脂肪細胞至關重要。

“我們發現身體的脂肪生成過程是由LIFR驅動的。 雖然年輕小鼠不需要這個信號來生成脂肪，但老年小鼠需要，“Wang解釋說。 “我們的研究表明，LIFR在觸發CP-A細胞生成新的脂肪細胞和擴大老年小鼠的腹部脂肪方面起著關鍵作用。”

通過對不同年齡段人群樣本的單細胞RNA測序，Wang及其同事接下來在實驗室中研究了人體組織中的APCs。 研究團隊再次鑒定出了類似的CP-A細胞，在中年人的組織中數量增加。 他們的發現還說明瞭人類中的CP-A細胞具有很高的生成新脂肪細胞的能力。

“我們的研究突顯了控制新

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脂肪細胞生成以應對與年齡相關的肥胖的重要性，”Wang說。 “瞭解CP-A細胞在代謝障礙中的作用以及這些細胞如何在衰老過程中出現，可能會為減少腹部脂肪和改善健康及壽命提供新的醫療解決方案。”

未來的研究將集中在動物模型中追蹤CP-A細胞，觀察人類中的CP-A細胞，並開發新的策略來消除或阻斷這些細胞，以防止年齡相關的脂肪增加。

該研究的第一作者是希望之城的Guan Wang博士和加州大學洛杉磯分校的Gaoyan Li博士。