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當你發現衣櫃裡那條曾經寬鬆的牛仔褲,已經變成“緊身褲”時,不要太驚訝——你並不孤單。全球肥胖問題正以超速的趨勢增長,世界總人口的八分之一已經陷入了“肥胖困局”!
肥胖不僅僅是“多一圈腰圍”的問題,更是“生命長度的縮減”。面對肥胖,體重管理顯得尤為重要。然而,減重的過程是一場“持久戰”,需要耐心和科學的策略。許多人在成功減肥後,發現體重像“有記性”一樣迅速反彈。這種現象在科學界有個專業術語,叫“溜溜球效應”(Yo-Yo Effect)。很多人感慨:“我好不容易打跑的脂肪細胞,怎麼總是死灰復燃?”
△ 來源:網路
近日,國際頂級學術期刊Nature上發表的最新研究揭示了一個有趣又令人頭疼的現象:肥胖的“分子記憶”。即使成功減掉了體重,脂肪細胞卻像一個固執的檔案管理員,牢牢記住了曾經的肥胖狀態。研究發現,無論在人類還是小鼠的脂肪組織中,與肥胖相關的基因表達和表觀遺傳變化在減肥後依然頑強地存在。

△ DOI: 10.1038/s41586-024-08165-7
01
減肥手術後的脂肪細胞:研究者如何破解它們的“記憶”?
這項研究透過收集來自三項獨立臨床研究的脂肪組織樣本,全面揭示了減肥手術對脂肪細胞的影響。這些樣本就像一段關於肥胖和減肥的“分子日記”,幫助研究者深入挖掘脂肪細胞的“記憶”機制。
其中,兩組樣本來自MTSS 和 LTSS 研究,參與者均為接受兩步減肥手術的患者,分別經歷了袖狀胃切除術(T0)和胃旁路手術(T1)。這些樣本包括皮下脂肪(scAT)和網膜脂肪(omAT)。為了確保樣本的科學性,參與者需體重至少減輕25%,且無糖尿病史以及未使用降糖藥物。
第三組樣本來自NEFA研究,聚焦於減肥手術前後脂肪細胞的長期變化,研究透過對比手術前(T0)和兩年後(T1)的脂肪組織,展示了減肥如何重塑脂肪細胞的基因表達與代謝特性。為了增強資料的可靠性,同時,研究者還採集了一組健康對照者的脂肪樣本,用於對比分析。同樣,參與者也需符合身體質量指數(BMI)下降25%以上,且無糖尿病史以及未使用降糖藥物。
這些樣本不僅展現了減肥術後脂肪細胞的轉錄變化,還為揭示減肥能否抹去“肥胖記憶”提供了獨特視角。具體來看,研究者透過單核RNA測序(snRNA-seq)共識別出18個細胞簇,包括脂肪細胞、脂肪前體細胞、巨噬細胞等。其中,促炎性巨噬細胞(LAMs)在T0顯著增加,是肥胖引發慢性炎症的“主謀”,擾亂了脂肪組織的正常代謝環境;而在T1,這些促炎細胞比例雖有所下降,但未完全恢復至健康狀態,慢性炎症依然存在。
同時,減肥對脂肪細胞的基因表達也產生了顯著影響,但遠未達到“完全復原”。T0的差異表達基因(DEG)在減肥後仍有大量遺留。例如,與炎症相關的基因(如 TNF 和 IL6)雖然在減肥後有所下降,但水平依然高於健康狀態,顯示出慢性炎症難以徹底消退。此外,與脂肪儲存和分解相關的代謝基因(如 FABP4 和 PLIN1)僅部分恢復,脂肪細胞的代謝功能仍受影響。而纖維化相關基因(如 COL1A1 和 MMP9)在減肥後依然保持較高的表達水平,這也說明脂肪組織存在纖維化問題。

△ 人類脂肪組織(AT)在減肥手術(BaS)誘導體重減輕(WL)後仍保留細胞轉錄變化
這些基因和細胞簇的變化說明,“肥胖記憶”不僅在轉錄層面留下深刻痕跡,還透過慢性炎症和代謝紊亂持續影響脂肪組織健康。
02
減肥後,脂肪細胞的“記憶”還在作怪?看小鼠實驗如何揭示真相!
研究團隊用高脂飲食(HFD)成功讓小鼠變胖,同時用低脂飲食(LFD)作為對照組。在12-25周的肥胖狀態後,部分小鼠透過切換攝入低脂飲食實現減肥(WL)。
研究者透過檢測了小鼠的多項代謝指標,發現即使小鼠減肥成功,但仍有些指標水平未恢復到健康水平:
• 葡萄糖代謝“受損”:肥胖小鼠的葡萄糖耐受能力顯著下降,表現為血糖升高和胰島素抵抗。雖然減肥後有所改善,但仍然沒有恢復到健康水平。
• 脂肪分佈“部分修復”:減肥小鼠的脂肪質量大幅減少,但瘦體質量基本保持穩定,這說明減肥主要消耗了脂肪,而不是肌肉。
• 肝臟的“脂肪問題”:肥胖小鼠的肝臟堆積了大量脂肪(脂肪肝),減肥後雖然有所改善,但肝臟脂質含量仍高於健康小鼠。
此外,在肥胖狀態下,附睪脂肪(epiAT)中的促炎性巨噬細胞也顯著增加,炎症相關基因(如TNF 和 IL6)及纖維化相關基因(如 COL1A1 和 MMP9)被高度啟用,即使在減肥後仍難以完全恢復。
表觀遺傳分析也進一步佐證該結果:
• 染色質結構的“持久開放”:肥胖讓脂肪細胞中一些與炎症和代謝相關的基因區域更容易被啟用。這種染色質開放性,即使減肥後,也沒有完全關閉。
• 組蛋白修飾的“固化記憶”:與肥胖相關的組蛋白修飾(如H3K4me3和H3K27me3)發生了持久改變,影響了基因表達的開關狀態,尤其是在控制炎症和代謝訊號的基因上。

△ 減肥後脂肪組織(epiAT)的轉錄變化仍然存在,導致部分重塑
有趣的是,當減肥成功的小鼠重新接觸高脂飲食時,脂肪細胞的肥胖記憶迅速“甦醒”,這些小鼠的體重反彈速度甚至快於從未減肥的小鼠。如上所述,脂肪組織的炎症惡化,肝臟也出現了脂肪堆積和功能障礙。所有這些代謝異常都與肥胖時期的表觀遺傳標記高度相關,說明肥胖記憶為體重反彈埋下了深層“地雷”。
綜上,減肥是一場艱苦的戰鬥,但更大的挑戰往往在於如何避免體重反彈。這項研究從分子層面揭示了減肥反彈的深層原因——脂肪細胞的“肥胖記憶”。研究團隊發現,肥胖不僅讓脂肪細胞在體積上膨脹,還在基因和表觀遺傳層面留下了持久的痕跡,讓這些細胞即使在減肥後也“忘不掉胖的日子”。
這項研究提供了直接證據表明,體重反彈不僅僅是生活方式的問題,還有深刻的分子和遺傳機制在背後推波助瀾。這一發現為體重管理提供了全新的視角:減肥不僅要關注短期體重下降,還要思考如何從分子層面幫助脂肪細胞“忘記胖”。
同時,研究也暗示,靶向表觀遺傳的干預手段(如基因編輯或藥物)可能幫助脂肪細胞擺脫“過去的陰影”,實現“穩穩的瘦”,在此之前,我們還是得對抗“肥胖記憶”。
撰文:木白 | 編輯:木白 | 參考資料:
[1] NCD Risk Factor Collaboration (NCD-RisC) (2024).Worldwide trends in underweight and obesity from 1990 to 2022: a pooledanalysis of 3663 population-representative studies with 222 million children,adolescents, and adults.Lancet (London, England), 403(10431),1027–1050. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(23)02750-2.
[2] Hinte, L.C., Castellano-Castillo, D., Ghosh, A.etal. Adipose tissue retains an epigenetic memory of obesity after weightloss. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08165-7.
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