z·格哈特-海因斯，D·普雷馬，和M·拉扎爾/賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院
能量代謝。兩個新研究表明了小鼠“褐色”脂肪反而增強能量的消耗；此處顯示的是小鼠的正電子發射計算機斷層掃描成像(PET)，由于褐色脂肪的高代謝狀態而顯示綠色和紅色。
如果設想你在跑步機上比賽——快速地消耗能量——或在街道上簡單地行走，將會怎樣？改變我們的能量消耗率仍然是遙遠的未來，不過，在小鼠中有可能探索到這種情況是如何發生的。兩 個科學家團隊的研究表明，激活脂肪中的免疫細胞，可以把一類儲存能量的脂肪組織轉變為另一類脂肪組織而進行代謝，這為肥胖癥和糖尿病潛在新療法的開發打開了通道。
人類有兩種類型的脂肪：白色脂肪組織，成人幾乎全部是這一種，以及褐色脂肪組織，存在于嬰兒體中，但當他們成年時則消失。褐色脂肪能抵抗寒冷(它也常見于冬眠動物體內)，研究人員已發現暴露于寒冷環境中小鼠的一些白色脂肪呈現一種暫的“褐變”。同樣的效應，也發生在人體的初步研究中，脂肪組織出現了褐變——創建了一種稱為淺褐色脂肪組織——有助于產熱和代謝能量。加州大學舊金山校區(UCSF)的生理學家阿杰·喬拉(Ajay Chawla)說，但寒冷是“唯一的剌激，我們知道寒冷可以增加淺褐色脂肪組織或褐色脂肪組織。”他希望更好地了解在脂肪組織中是如何引起這種變化的，以及是否有一種方法可模擬寒冷和有另外一些方法可誘導脂肪的褐色化。
幾年以前，喬拉的團隊曾報告冷剌激激活了白色脂肪組織中的一類免疫細胞——巨噬細胞。喬拉、他的博士后邱逸夫(Yifu Qiu)和他們的同事們，為了進一步地解開為什么會發生這種變化的秘密，采用缺乏有助于激活巨噬細胞的白細胞介素-4(IL-4)和IL-13的小鼠進行了研究。當他們把這些小鼠暴露于寒冷的環境中，這些小鼠遠比正常小鼠所產的褐色脂肪細胞更少，這表明巨噬細胞是使白色脂肪褐變的關鍵。
然而，可以把IL-4給予處在適當溫度下的健康小鼠，看它們是否能產生更多的褐色脂肪？這是一個很重大的問題，而喬拉團隊發現答案是肯定的。生活在30°C舒適條件下的小鼠接受了IL-4的處理。IL-4幫助產熱的水平和在褐色脂肪中的表達飆升了15倍，而小鼠的能量消耗也增加了15?—20?——就像它們處在寒冷籠子里時的一樣。
在美國另一邊位于波士頓的哈佛醫學院的達納-法伯癌癥研究所工作的，細胞生物學家和生化學家布魯斯·斯皮格爾曼(Bruce Spiegelman)和他的前博士后拉杰什·饒(Rajesh Rao)，他們獨立地探究了小鼠脂肪的褐變。斯皮格爾曼團隊以前曾發現，當小鼠肌肉中產生一種稱為PGC-1的蛋白質時，該蛋白就促使脂肪組織變為褐色。斯皮格爾曼想找到其中缺少的環節，究竟是PGC-1觸發了這一過程，還是它更直接地影響了脂肪的變化。該團隊分析了一些基因和蛋白質，當PGC-1在肌肉中表達時，脂肪中的基因和蛋白質的聯系就接通了，而且，他們發現其中有一個基因特別地突出。
這個基因產生一種稱為鎳紋蛋白樣即metrnl 的激素，它在動物運動或也在寒冷剌激后被誘導產生?？茖W家們發現它也能使小鼠中的白色脂肪褐化。給予基因治療的小鼠，提高了Metrnl的產量，具有更好的葡萄糖耐受性，表明它有抗糖尿病的作用，并減輕了小鼠少量的體重。這與舊金山團隊的研究結果是相一致的，Metrnl增加了某些類型巨噬細胞的產量和脂肪組織中IL-4的含量。給小鼠一種可中和Metrnl的抗體，使它們對寒冷的剌激缺乏反應；小鼠就不能激活褐化它們脂肪所需要的巨噬細胞基因。斯皮格爾曼就他的和喬拉的研究工作說：“這種方法所產生的結果是令人興奮的。”他們的研究論文今天均發表于《細胞》。
賓夕法尼亞大學分子代謝專家帕特里克·希爾(Patrick Seale)說：“這種基本上誘導形成褐色或淺褐色脂肪細胞的機制……已不是先前那樣認識的了。”希爾指出，Metrnl “之前真的沒有被描述過——只給予小鼠Metrnl就能夠誘導白色脂肪的褐變反應”，這是“非常令人興奮的。”譬如，給予像Metrnl那樣的一種治療，如果其可使白色脂肪褐變的結果是安全和有效的，這就開啟了治療肥胖癥和糖尿病相當迷人的可能性。加州大學洛杉磯校區研究分子代謝的彼得·湯特諾茲(Peter Tontonoz)說：“這個想法是，你可用藥物來操控一個人的能量消耗。”通過褐化他們的白色脂肪，“肯定是一個有吸引力的主意，而且是關于肥胖癥的一個不同的思考方式。”這個過程，在人體中是如何運作仍然是不了解的。不過，科學家們正在預先考慮。例如，斯皮格爾曼等共同組建了一個安貝治療公司，試圖對這項研究工作進行商業化的運作。
