哈佛医学院贝斯以色列女执事医疗中心（BIDMC）的Shingo Kajimura团队最近在《Cell》杂志上发表的研究成果，揭示了棕色脂肪组织（BAT）在代谢健康中的新角色。这项研究由Anthony Verkerke博士和王丹丹博士担任共同第一作者，他们发现BAT能够分解支链氨基酸（BCAA），并通过调节BCAA氮代谢流，独立于产热功能之外，对整体代谢健康产生积极影响。
长期以来，棕色脂肪被认为是婴儿特有的组织，用于在寒冷环境下产热。然而，近年来的研究表明，成人也拥有位于脊椎和颈部的棕色脂肪，这些组织在代谢调节中扮演重要角色。传统的观点认为，BAT通过解偶联蛋白1（UCP1）产热，从而有助于控制血糖、脂肪和胆固醇水平，进而减少Ⅱ型糖尿病和心血管疾病的风险。
Kajimura团队的研究超越了这一传统认知，他们观察到BAT不仅能产热，还能分泌肽类和脂质物质，促进组织重塑，抑制炎症，并参与葡萄糖、脂肪酸和BCAA的代谢。研究中，他们使用液相色谱-质谱（LC-MS）代谢组学技术，分析了从小鼠BAT中分离的细胞外液，发现BCAA分解代谢通路在其中显著富集。进一步的同位素标记实验证明，BCAA是BAT中重要的氮源，其代谢产物以代谢物形式从细胞中释放。
为了更深入地理解这一过程，研究团队使用CRISPR技术构建了线粒体BCAA运输(http://www.maoyihang.com/sell/l_19/)载体（MBC）敲除模型，发现MBC的缺失导致BCAA在细胞内的累积，并且在小鼠模型中观察到了血清BCAA水平的升高。此外，MBC敲低小鼠的BAT中BCAA的线粒体分解代谢受到损害，这与还原性谷胱甘肽（GSH）水平下降有关，后者是维持细胞氧化还原平衡的关键分子。GSH水平下降引起了肝脏氧化应激增加，削弱了肝脏的糖原控制能力，模拟了糖尿病的特征。
研究还探讨了饮食诱导的肥胖对BCAA分解代谢的影响。实验发现，无论是短期还是长期的高脂饮食都会导致小鼠体重增加、血糖升高，并且BAT中的BCAA分解代谢减少。此外，研究还表明，冷激活能够提升健康成年人血清中的GSH水平，这提示了冷暴露可能是一种提升代谢健康的策略。
这项研究为棕色脂肪组织在氨基酸代谢中的作用提供了新的视角，为肥胖、糖尿病等代谢性疾病开辟了新的治疗路径。它不仅揭示了BAT的代谢调节功能，而且提出了通过调控BCAA代谢来改善代谢健康的潜在方法。
