你是不是也經常聽到有人說“該減肥了，該減肥了，你（我）太胖了。”沒錯，肥胖可是困擾很多人的重大難題。

那麽(me) ，有沒有什麽(me) 減肥的神器呢？

肥胖不僅(jin) 是一種體(ti) 態，更是一種疾病

2017年，世界肥胖聯盟（World Obesity Federation）正式宣布肥胖是一種疾病。那麽(me) ，什麽(me) 是真正意義(yi) 上的肥胖呢？

肥胖不僅(jin) 僅(jin) 是單純的體(ti) 重增加，而是明顯超重、脂肪層過厚、體(ti) 內(nei) 脂肪（如甘油三酯）積聚過剩的一種狀態。

通常來說身體(ti) 質量指數（BMI），即體(ti) 重除以身高的平方（Kg/m2），超過30才會(hui) 被認為(wei) 是肥胖。

這種狀態的持續會(hui) 對身體(ti) 的各個(ge) 機能造成負麵影響，據統計，每年全球因肥胖死亡的人數高達280萬(wan) 。

是什麽(me) 造就了肥胖的身體(ti) ？

遺傳(chuan) 是導致肥胖的一個(ge) 非常重要的因素。

日常生活中，有些人常常抱怨說“喝涼水也長胖”。這些人比較注意飲食，而且經常運動，但還是會(hui) 肥胖；而有些人不管怎麽(me) 吃、吃什麽(me) 都不容易發胖。實際上，這就是由遺傳(chuan) 因素導致的個(ge) 體(ti) 差異。

有研究表明，當雙親(qin) 都肥胖時，子女肥胖的概率高達70%。而且，肥胖人群脂肪分布的部位和骨骼的狀態也有遺傳(chuan) 傾(qing) 向[1]。

除了遺傳(chuan) 因素，內(nei) 分泌紊亂(luan) 也會(hui) 導致肥胖，例如胰島素和腎上腺皮質激素，它們(men) 都和肥胖有著千絲(si) 萬(wan) 縷的聯係。

有研究發現，肥胖患者空腹時胰島素基礎值高於(yu) 正常水平，血漿胰島素高峰往往遲於(yu) 血糖高峰，也就是說身體(ti) 中的胰島素不能有效地降低血糖，且胰島素受體(ti) 數量和親(qin) 和力降低（胰島素抗性）。

當然除了遺傳(chuan) 因素，個(ge) 人飲食、生活習(xi) 慣以及社會(hui) 環境也是導致肥胖的重要因素。肥胖者往往喜食高熱量食物，食量較大且有加餐的習(xi) 慣，導致能量攝入大於(yu) 消耗，過剩的能量以脂肪的形式堆積儲(chu) 存下來。

肥胖會(hui) 讓“壓力”在細胞間傳(chuan) 遞

當你遇到讓你煩躁、焦慮或者憤怒的事情時，你會(hui) 怎麽(me) 做呢？當你感到壓力山大、無可奈何時，你又會(hui) 怎麽(me) 做呢？

相信有不少人會(hui) 找身邊親(qin) 近的人傾(qing) 訴，研究發現細胞也是這樣做的。

近期一項研究表明，肥胖患者肝髒內(nei) 質網應激的細胞間信息傳(chuan) 遞會(hui) 幹擾全身的代謝。

圖片來源 Cell Metabolism

什麽(me) 是內(nei) 質網呢？內(nei) 質網是細胞內(nei) 的一種細胞器，也就是細胞的零部件之一，跟脂質、蛋白質和糖類的合成與(yu) 加工有關(guan) 。內(nei) 質網功能障礙會(hui) 導致炎症、胰島素信號受損和血糖穩態異常。

藍色網狀結構的內(nei) 質網（左），圖片來源人教版高中生物課本；紅色熒光標記的內(nei) 質網（右），圖片來源 Thermo Fisher

飲食誘導的肥胖給肝細胞帶來了壓力，導致肝細胞內(nei) 質網應激並且增加了連接蛋白43（Cx43）的表達，連接蛋白43的過表達增加了細胞間偶聯，這種細胞間偶聯讓內(nei) 質網應激可以在相鄰細胞間傳(chuan) 遞。

內(nei) 質網應激狀態在細胞間傳(chuan) 遞，並使原本正常的細胞也發生內(nei) 質網功能障礙，這種現象稱為(wei) “旁觀者效應”[2]。

圖片來源meituba.com

也就是說，當一部分肝細胞感受到壓力時，它就會(hui) 向它的左鄰右舍 “哭訴”，將內(nei) 質網應激傳(chuan) 遞給相鄰的細胞，導致內(nei) 質網功能障礙和胰島素抗性，嚴(yan) 重時會(hui) 造成一係列的代謝疾病。

為(wei) 了證實這種現象，研究人員將肥胖小鼠的肝細胞和正常小鼠的肝細胞放在一起培養(yang) ，結果發現，來自肥胖小鼠的肝細胞可以將內(nei) 質網應激傳(chuan) 遞給來自正常小鼠的肝細胞，這也被稱為(wei) “旁觀者效應”。

體(ti) 外共同培養(yang) 時，肥胖小鼠的肝細胞內(nei) 質網應激可傳(chuan) 遞給正常小鼠的肝細胞，圖片來源Cell Metabolism

拯救肥胖新方法？

減肥方法千千萬(wan) ，然而不是難度太大（少吃多動），就是不太靠譜（減肥藥代餐粉等），就沒有什麽(me) 一種輕鬆又靠譜的減肥方式嗎？

近期的一項研究表明，可以通過光遺傳(chuan) 學抑製饑餓感。遺傳(chuan) 學我知道，光學也聽說過，光遺傳(chuan) 學是什麽(me) 鬼？怎麽(me) 和減肥扯上關(guan) 係的？讓我們(men) 一起看看吧。

光遺傳(chuan) 學由科學家卡爾·迪賽羅斯（Karl Deisseroth）於(yu) 2006年首次提出[3]。隨後，卡爾·迪賽羅斯和愛德華·博伊登（Edward Boyden）一起開創了光遺傳(chuan) 學的時代。

卡爾·迪賽羅斯（左）和愛德華·博伊登（右），圖片來源見水印

簡單來說，光遺傳(chuan) 學是結合光學、遺傳(chuan) 學和生物工程，利用一定波長的光來精準調控細胞或生物結構的一項遺傳(chuan) 學技術[4]。

其基本原理是這樣的：未受刺激時，神經元膜內(nei) 外存在電位差，表現為(wei) 內(nei) 負外正，即靜息電位。靜息電位是由於(yu) 細胞膜對不同離子通透性不同及膜兩(liang) 側(ce) 離子分布不均而形成的。

運用生物學手段，將光敏通道蛋白基因轉入神經係統特定類型的細胞中，這些基因表達的光敏感通道蛋白位於(yu) 細胞膜上，在不同波長光照射下，光感離子通道蛋白使陽離子或陰離子選擇性通過，導致細胞膜電位發生變化，進而控製該細胞興(xing) 奮或抑製。

圖中的小鼠神經細胞中轉入了特定的光敏通道蛋白基因，利用光遺傳(chuan) 學技術，可以用藍光成功激活神經元，喚醒嗜睡的小鼠。圖片來源 science

那怎麽(me) 利用光遺傳(chuan) 學來減肥呢？

我們(men) 知道，由於(yu) 肥胖而導致嚴(yan) 重健康問題的患者往往會(hui) 選擇胃旁路手術，這是一種通過改變胃的大小和小腸路徑來達到減肥目的方案，手術複雜，具有一定危險性。

光遺傳(chuan) 學也想在這個(ge) 方案上做文章，試圖通過簡單的手術植入而達到減肥的目的[5]。

光遺傳(chuan) 學減肥新思路，圖片來源 nature communications

研究者將AAV病毒作為(wei) 載體(ti) ，向胃裏麵的特定迷走神經末端轉入了一種特定的激活型光敏通道蛋白基因，並在胃部插入了一個(ge) 微型的LED裝置，通過調控LED光來抑製饑餓感。

研究表明，這種方式可以產(chan) 生飽腹感，也就是即使沒吃東(dong) 西，也不會(hui) 讓你感覺到餓（有沒有很棒），從(cong) 而幫助使用者控製食欲，達到減肥的目的（有沒有突然get到這項研究的精髓呢？）。

當然，目前該實驗還停留在研究階段，未來這項研究能不能投入使用，讓我們(men) 拭目以待吧。

實際上，對於(yu) 大多數肥胖者來說，還是應該選擇主流的減肥方法：管住嘴、邁開腿，上述這種光遺傳(chuan) 學減肥術主要針對的是病理性肥胖哦。

參考資料：

[1] 左笑叢(cong) , 熊燕, 袁洪. 肥胖成因的學說及評價(jia) [J]. 醫學與(yu) 哲學：B, 2008, 29(8): P.52-54.

[2] Tirosh A, Tuncman G, Calay ES, et al. Intercellular Transmission of Hepatic ER Stress in Obesity Disrupts Systemic Metabolism[J]. Cell Metab, 2020.

[3] Deisseroth K, Feng G, Majewska AK, et al. Next-generation optical technologies for illuminating genetically targeted brain circuits[J]. J Neurosci, 2006, 26(41): 10380-10386.

[4] 郭軒彤, 張春波. 光遺傳(chuan) 學技術研究進展[J]. 中國生物工程雜誌, 2019.

[5] Kim WS, Hong S, Gamero M, et al. Organ-specific, multimodal, wireless optoelectronics for high-throughput phenotyping of peripheral neural pathways[J]. Nat Commun, 2021, 12(1): 157.

完
審核專(zhuan) 家：紀十，生命領域觀察者


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