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肥胖是一个全球性的健康问题。早在1948年，世界卫生组织已将肥胖列人疾病名单，并认为是2型糖尿病、心血管病、高血压、中风和多种癌症的危险因素。预防和控制肥胖，已成为刻不容缓的任务。

间充质干细胞 (Mesenchymal stem cells，MSC) 可分化成其他细胞类型，包括脂肪细胞和成纤维细胞。研究人员发现，高脂肪饮食可以诱导MSCs分化为储存脂肪的细胞，而运动可以逆转这种作用。

运动，可以减轻和保持体重！运动，不仅可直接影响细胞，还可以通过调节信号传导来实现其对器官的影响。在受运动调节的所有器官或组织中，脂肪和骨骼肌是受肥胖和运动影响最大也是最直接的内分泌器官，因此这两个器官一直是组织水平研究的重点。

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2022年10月4日，来自麻省理工学院和哈佛医学院的研究团队在国际顶级期刊Cell Metabolism 杂志刊登一篇研究，研究团队发现：运动和肥胖，对间充质干细胞中的细胞外基质和昼夜节律基因表达有相反的影响；组织内和组织间的信号传导，多以间充质干细胞为中心；间充质干细胞中受运动影响大的基因，与人类代谢性状相关。

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运动如何影响间充质干细胞

众所周知，高脂饮食和运动锻炼，是以两种完全相反的方式，推动身体的所有细胞和机体系统。而运动，确实可以对整个身体产生重大影响。很多年前，研究团队就开始对肥胖风险密切相关的 FTO 基因进行研究。在2015年研究团队发现，FTO 基因调控着未成熟脂肪祖细胞转变成燃烧或储存脂肪细胞的代谢通路。这一发现证明，肥胖明显受到遗传基因的影响。

那么，运动又是如何在细胞水平上影响脂肪祖细胞？

为了探索这个问题，首先饲养高脂饮食和正常饮食的小鼠，对其进行运动干预迫：要么保持不动状态，要么保持随时运动。其后，研究团队对这些小鼠的三种类型的组织进行单细胞 RNA 测序，分别是骨骼肌、内脏白色脂肪组织，以及皮下白色脂肪组织。

具体试验设计如下，首先将小鼠分成四个不同的实验组。前三周的时间里，两组小鼠分别喂食正常饮食和高脂饮食；接下来的后三周，每组小鼠又继续分成久坐组和运动组。通过分析小鼠组织单细胞RNA测序数据，对 53 种不同类型的细胞中因运动或饮食影响而被激活或抑制的基因进行全面分类。

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高脂饮食和运动，间充质干细胞是核心

研究结果发现：在三种组织类型中，间充质干细胞能够操控许多饮食和运动锻炼的影响。另外，间充质干细胞本身可以分化成脂肪细胞和成纤维细胞。研究结果还发现，高脂饮食可以调节脂肪间充质干细胞分化成脂肪细胞的能力，而运动则可以逆转这种分化作用。

除了促进脂肪储存以外，研究者还发现：高脂饮食还能刺激充间质干细胞分泌重塑细胞外基质的细胞因子。细胞外基质是一类围绕和支撑体内细胞和组织的蛋白质和其他分子网络。细胞外基质的重塑则有助于扩张脂肪储存的细胞结构，创造更适宜的炎症环境。

随着脂肪细胞的脂滴储存量变大，细胞压力增加导致机体“慢性炎症”加重。这种系统性“慢性炎症”可以在全身各部位长期存在，也就导致肥胖人群发生诸多健康不良影响。

高脂饮食和运动对控制昼夜节律效应的细胞通路，还能有截然相反的不同影响。昼夜节律能以间隔24小时的周期，控制睡眠、体温、激素释放和消化等生理活动功能。研究结果表明，运动能够加速节律基因的表达调控，而高脂饮食反而抑制调控这些基因的表达。

肥胖和运动通过影响昼夜节律，可能对身体器官和生物钟产生广泛作用，进而调控干细胞的功能和免疫。

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小结和展望

本研究，阐述了间充质干细胞在脂肪和肌肉组织中，介导肥胖和运动效应的关键角色。肥胖和运动，可以通过改变间充质干细胞的纤维化、炎性和分化潜能来介导相反的生理效应。

本研究认为：在癌症和衰老等情况下，或许也可能存在类似的运动诱导的间充质干细胞改变。由运动调控的间充质干细胞特异性的分子靶点，可能为多种疾病的预防以及治疗提供了新的机会。

http://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(22)00394-1

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