BATokines 作为人类棕色脂肪的生物标志物

脂肪在调节代谢健康方面发挥着重要作用，因为它能够储存多余的卡路里（白色脂肪组织；WAT）或燃烧它们产生热量（棕色脂肪组织，BAT）。 白色脂肪细胞位于皮下（皮下）或内脏器官（内脏）周围的沉积物中，并随着肥胖而膨胀，而棕色脂肪细胞主要存在于颈部深处，并进化为将燃料转化为热量（这一过程称为生热作用） ) 当被环境寒冷激活时。 BAT 的这种燃烧卡路里的特性表明它是一种“好脂肪”，可以保护我们免受肥胖等疾病的侵害。 大量小鼠数据证实，通过冷暴露激活 BAT 可为实验动物提供显着的健康益处，包括防止饮食引起的肥胖和改善葡萄糖代谢。 直到最近才在成年人身上检测到 BAT，这导致人们努力了解其生理学并研究是否可以操纵其活性来治疗代谢疾病。 值得注意的是，除了储存或燃烧脂肪外，脂肪组织还会向血液中分泌大量激素样因子，已知这些因子会影响血糖水平和胰岛素敏感性（脂联素、脂肪素）以及食欲和能量消耗（瘦素）。 尽管已在白色脂肪中鉴定出许多此类因子，但对棕色脂肪分泌的蛋白质知之甚少，尤其是在人类中。

在最近对 52,000 名患者进行 18-FDG-PET/CT 扫描以确定棕色脂肪存在的研究中，我们发现 BAT+ 个体患 2 型糖尿病 (T2D)、冠状动脉疾病和充血性心力衰竭的几率显着降低，与没有棕色脂肪的匹配个体相比。 一项规模较小的独立研究表明，使用冷却夹克短期激活 BAT 可显着改善 T2D 患者的胰岛素敏感性。 这些发现共同表明 BAT 具有影响人类代谢健康的非凡潜力。

与 BAT 相关的代谢益处不能仅通过热量的产生（生热作用）来解释。 新出现的证据表明 BAT 将特定分子分泌到血液中。 许多这些所谓的棕色脂肪因子（或 BATokines）现已在小鼠身上被发现，并显示对全身葡萄糖代谢和肝功能有积极影响，降低了对代谢性疾病的易感性。 然而，棕色脂肪的“分泌组”尚未在人类中得到很好的研究，因此这些 BATokines 与我们生理学的相关性仍不清楚。 为了支持这一未开发的研究途径，深颈 BAT 活检的基因表达数据显示，人类 BAT 可能分泌超过 1,000 个分子，其中 431 个被确定为从培养皿中的人类 BAT 细胞中释放，但全面验证在激活 BAT 的参与者的血液样本中缺乏这些蛋白质。

本研究的目的是确定年轻健康人类参与者中棕色脂肪激活诱导的一组血浆蛋白，并为更大规模的生物标志物研究提供试验数据。 我们将使用新颖的无偏多路复用工具来识别冷却前后受试者中多达 7,000 种不同丰度的独特蛋白质。 使用这些数据，我们将能够识别与 BAT 激活相关的常见循环因子，随后将它们与预先存在的基因表达数据进行比较，以找到 BAT 特异性分泌、脱落或释放的多肽。 虽然这项研究将侧重于蛋白质的鉴定，但我们也有可能调查分泌到循环中的小分子代谢物。 这份 BATokine 列表将有助于验证和反译我们实验室的小鼠数据，以及对 BAT 带来的代谢益处感兴趣的更大的科学界。 除了发现潜在的治疗靶点外，血液筛查可能成为棕色脂肪临床生物标志物的宝贵数据平台。 由于目前检测人体 BAT 的方法依赖于深颈活检和/或昂贵的 18-FDG-PET/CT 扫描，因此鉴定与 BAT 活性成比例或与 BAT 的存在或数量相关的循环血液因子将提供成本-人类参与者的有效、非侵入性替代方案。