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眼瞅着圣诞假期、元旦假期、新年假期已经提上日程,大家朋友都约好了吗?饭局都定好了吗?

大鱼大肉之后,养生一族大多会选择吃几顿“清淡”的食物,给身体一点时间把积累的脂肪代谢掉。

但是!积累在肝脏的脂肪可不是一天两天就能代谢掉的!它们很有可能,来了就不走了

近期发表在《科学转化医学》上的一项研究证明,短期高脂/高糖饮食累积在肝脏的脂肪,即使在恢复健康饮食之后可以减少一部分脂肪堆积,但是仍然有一部分“钉子户”藏在肝细胞中,而且,一般的检测方法并不能发现它们![1]

来自纪念斯隆—凯特琳癌症中心和康奈尔大学医学院的研究人员能够发现这一令人惊诧的现象,还要得益于他们开发的一种无创检测细胞内溶酶体脂质堆积的新方法。这种由单链DNA和单壁碳纳米管组成的光学感应器,可以跟据脂质积累量不同而发出不同的波长的光,更加快速、定量并且无创地检测肝脏内的脂质累积量。

化学报告物质和不同脂质结合
化学报告物质和不同脂质结合
高脂饮食会增加肝脏负担,非酒精性脂肪肝病(NAFLD)和非酒精性脂肪肝炎(NASH)等疾病风险升高,这个大家肯定都知道。

溶酶体负责处理细胞中的废弃物,大家肯定也知道。

由高脂饮食堆积在肝细胞中的脂质,有一部分也堆积在了溶酶体中。而一旦“垃圾处理站”出了问题,后果可真有点不堪设想[2]。但是,现在却缺少一种能够特异性测量某种细胞器中脂质含量的方法[3],让研究人员很是头疼。

给小鼠静脉注射化学报告物质24小时之后,就是这样获得不同波长的光谱数据的
给小鼠静脉注射化学报告物质24小时之后,就是这样获得不同波长的光谱数据的
在这次的实验中,研究人员结合之前的研究,成功开发了一种可以无创检测细胞溶酶体内脂质积累状况的光学感应器,是头发直径的千分之一,经过固定波长光照射后,可以根据脂质的积累量改变感应光的波长,脂质积累得越多,波长越短,并且,不会对其他细胞器的完整性和细胞活力产生不利影响。[4]

体外细胞实验的成功让研究团队十分兴奋,马上抓了小鼠来试了试——在尾巴尖上静脉注射了感应器。很快,感应器就被巨噬细胞发现,扔进了负责“消毒”的肝脏和脾脏。接下来的6个小时,纳米颗粒顺利地跟着肝脏的血管系统到达了溶酶体。

在溶酶体沉积脂质的小鼠疾病模型中,研究人员利用感应器的光学信号分析得到累积的脂质水平,和组织病理学分析得到的结果一致。充分说明了这是个靠谱的脂质测量感应器。

静脉注射24小时后,化学报告物质集中在小鼠肝部
静脉注射24小时后,化学报告物质集中在小鼠肝部
接下来,研究人员只是想试试这个新的测量方法顺不顺手,测一下多长时间的高脂/高糖饮食会引起肝细胞溶酶体的脂质堆积,却没想到有点惊人的意外发现。

不健康的饮食方式持续一个月,参与实验的小鼠就会变成一只患有早期非酒精性脂肪肝病的小病鼠。在最新的实验中,研究人员在第2周结束时停止了小鼠的高脂/高糖饮食,这个时候的小鼠虽然还没有明显的疾病症状,但是肝细胞溶酶体的脂质已经积累到了一个非常“可观”的地步。并且随着不健康饮食时间的延长,感应器的波长逐渐缩短,这就意味着,溶酶体中积累的脂质在不断增多。

随着高脂/高糖饮食延长,波长逐渐降低,并且在恢复正常饮食之后,肝细胞溶酶体依然有脂质残留
随着高脂/高糖饮食延长,波长逐渐降低,并且在恢复正常饮食之后,肝细胞溶酶体依然有脂质残留
(接下来请坐稳扶好,准备颠覆认知)

研究人员改变了小鼠的饮食模式,把高脂/高糖都换成了正常的饮食,试图挽回小鼠岌岌可危的肝脏。改变饮食方式两周之内,组织病理学分析显示,受试小鼠的脂肪变性和炎症变化已经实现了完全的逆转,看上去小鼠已经摆脱了不健康饮食的阴影、在健康的道路上肆意奔跑了~

但是!!!!

使用新的感应器检测之后,研究人员发现,小鼠,根本!没有!恢复!健康!

即使小鼠恢复正常饮食6周之后,存留在溶酶体的脂质依然好好地呆在那里,虽然相比高脂饮食时期已经少了很多,但是还远到不了健康的程度,感应器的波长与对照组的健康小鼠相比依然具有显著差异,说明高脂/高糖饮食对肝细胞的损伤很有可能是十分长久的,并且这种损伤并不能通过传统的组织病理学分析检测到。

试想一下,一时口腹之欲之后,一大团的脂质就长长久久地在你的肝细胞里“买了房”,再怎么吃蔬菜、做运动都没有办法撼动它。。。。

通讯作者Daniel A. Heller博士
通讯作者Daniel A. Heller博士
奇点糕不禁抱着自己的奶茶瑟瑟发抖,并感谢科学家发明这么优秀的化学报告物质。

这种无创检测体内脂质积聚的方法,可以说是开创了测量特定细胞器脂质含量的先河。抗生素、抗抑郁药和抗心律失常等许多药物会造成磷脂和胆固醇在细胞溶酶体腔内积聚(DIPL),是阻碍药物开发的一个主要问题[5],感应器的发明可以直接应用于DIPL的评估,为制药公司简化药物的开发过程。

至于这项新方法对体内脂质积累引起的相关疾病研究的贡献,我们已经可以在上方的重磅发现中窥得一斑了。

不管怎么说,脂质会强行留在肝细胞溶酶体中这件事真是太吓人了!奇点糕希望科学家们可以早日除去这些“顽固脂质”,让我们能无忧无虑轰趴、开开心心吃肉!

 

参考文献:

[1] Galassi T V, Jena P V, Shah J, et al. An optical nanoreporter of endolysosomal lipid accumulation reveals enduring effects of diet on hepatic macrophages in vivo[J]. Science Translational Medicine, 2018, 10(461).DOI:10.1126/scitranslmed.aar2680

[2] Nixon R A. The role of autophagy in neurodegenerative disease[J]. Nature Medicine, 2013, 19(8): 983-997.DOI:10.1038/nm.3232

[3] Heymsfield S B, Hu H H, Shen W, et al. Emerging Technologies and their Applications in Lipid Compartment Measurement[J]. Trends in Endocrinology and Metabolism, 2015, 26(12): 688-698.DOI:10.1016/j.tem.2015.10.003

[4] Jena P V, Roxbury D, Galassi T V, et al. A Carbon Nanotube Optical Reporter Maps Endolysosomal Lipid Flux[J]. ACS Nano, 2017, 11(11): 10689-10703.DOI:10.1021/acsnano.7b04743

[5] Lecureux L, Cheng C S, Herbst J J, et al. Evaluation and validation of multiple cell lines and primary mouse macrophages to predict phospholipidosis potential[J]. Toxicology in Vitro, 2011, 25(8): 1934-1943.DOI:10.1016/j.tiv.2011.06.017

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