文獻(xiàn)解讀：空間映射顯示人類脂肪細(xì)胞亞群對(duì)胰島素具有不同的敏感性

研究結(jié)果
1.  空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)鑒定人類WAT中的多個(gè)細(xì)胞特征
將快速冷凍的組織樣品切成 16 μm 厚的切片并放置在 Visium 載玻片上，以從總共 27，937 個(gè)spots，平均每切片檢測(cè) 17,303 個(gè)獨(dú)特基因和 3,280,607 個(gè)UMI。利用一種空間和單細(xì)胞數(shù)據(jù)的整合分析算法stereoscope，整合已發(fā)表的人類WAT基質(zhì)血管單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)主要包含了內(nèi)皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞和祖細(xì)胞（圖1D）。并根據(jù)聚類分析，驗(yàn)證了20種細(xì)胞類型中的18種，分別為免疫細(xì)胞（C15 單核細(xì)胞、C20 M1-like巨噬細(xì)胞、C08 M2-like巨噬細(xì)胞、C16 樹(shù)突狀細(xì)胞、C10 肥大細(xì)胞、C18 B細(xì)胞、C13 NK細(xì)胞）、血管細(xì)胞（C05 微血管細(xì)胞、C14 經(jīng)典血管內(nèi)皮細(xì)胞、C17/C19 血管平滑肌細(xì)胞）、脂肪祖細(xì)胞（C07、C09和C12）、脂肪祖細(xì)胞樣細(xì)胞（C11）和成熟脂肪細(xì)胞（C03、C04和C06）。研究人員也對(duì)成熟脂肪細(xì)胞的比例進(jìn)行分析，其在C03~C20 細(xì)胞類群中占比為31%~57%，這與已有報(bào)道一致。由圖1E可知，研究人員鑒定了3種具有不同特征基因的成熟脂肪細(xì)胞（C03、C04和C06）。
 

2. WAT在空間上分為同型和異型細(xì)胞簇
為了系統(tǒng)地確定WAT內(nèi)同類型細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)，研究人員計(jì)算了每個(gè)細(xì)胞類別中的spots相鄰定位的傾向，即同型聚類評(píng)分結(jié)果顯示：在免疫細(xì)胞中，M1-like巨噬細(xì)胞（C20）、B細(xì)胞（C18）和肥大細(xì)胞（C10）通常呈簇狀分布；而M2-like巨噬細(xì)胞（C08）和NK細(xì)胞（C13）分布在整個(gè)組織中。脂肪祖細(xì)胞中，C09、C11較C07、C12更易成簇分布。進(jìn)一步觀察蘇木精和伊紅（H&E）染色的組織切片，發(fā)現(xiàn)C09位于纖維/血管結(jié)構(gòu)上，C11位于含有脂肪細(xì)胞的區(qū)域。成對(duì)的、異型的鄰域分析表明較大血管結(jié)構(gòu)的細(xì)胞類型 (C14、C17和C19)彼此靠近，M2-like巨噬細(xì)胞（C08）經(jīng)常位于兩種脂肪祖細(xì)胞（C09同型簇和分散的C12）附近（圖3C）。樹(shù)突狀細(xì)胞（C16）與其他免疫細(xì)胞表現(xiàn)出較高的異型評(píng)分，而兩類成熟脂肪細(xì)胞（C03、C04）相互共定位，并與C06脂肪細(xì)胞明顯分離。
 

3. 人類WAT含有不同類型的成熟脂肪細(xì)胞亞群
研究人員根據(jù)特征表達(dá)譜，鑒定了3種成熟脂肪細(xì)胞(C03、C04和C06)的marker基因：LEP（編碼脂肪因子瘦素）、PLIN1/PLIN4（編碼脂滴蛋白Perilipin-1和-4）以及SAA1/SAA2（編碼血清淀粉樣蛋白A1和A2急性期相蛋白），分別是對(duì)應(yīng)各亞群中獨(dú)特的基因。因此，這三類細(xì)胞分別被命名為AdipoLEP、AdipoPLIN和AdipoSAA。10例受試者的細(xì)胞類別占比分析發(fā)現(xiàn)，（C03）AdipoLEP是最豐富的細(xì)胞類群，其次是（C04）AdipoPLIN和（C06）AdipoSAA。接下來(lái)發(fā)現(xiàn)與非肥胖者相比，肥胖者的AdipoPLIN細(xì)胞數(shù)較少，而AdipoLEP和AdipoSAA細(xì)胞數(shù)相似，年齡不影響成熟脂肪細(xì)胞亞型的比例。通過(guò)圖像分析測(cè)量了10名受試者樣本中AdipoLEP、AdipoPLIN和AdipoSAA的平均脂肪細(xì)胞直徑，結(jié)果顯示，AdipoPLIN平均直徑（74 μm）小于AdipoSAA（76 μm）和AdipoLEP（77 μm）。為了進(jìn)一步探究細(xì)胞大小是否是脂肪細(xì)胞亞型的決定因素，研究人員分析了小脂肪細(xì)胞（第一個(gè)四分位數(shù)）和大脂肪細(xì)胞（第四個(gè)四分位數(shù)）之間差異表達(dá)的基因（圖5F），結(jié)果顯示，AdipoLEP 和AdipoPLIN中，小脂肪細(xì)胞和大脂肪細(xì)胞間盡管表達(dá)差異基因較少、但具有差異。
 

4. 體內(nèi)脂肪細(xì)胞亞群對(duì)胰島素的不同反應(yīng)
脂肪組織可在兒茶酚胺的刺激下分解脂肪，而胰島素抑制這種分解，并促進(jìn)脂肪生成。通過(guò)多元回歸分析校正BMI后，發(fā)現(xiàn)AdipoPLIN與兒茶酚胺介導(dǎo)的刺激作用、對(duì)胰島素抑制的敏感性呈正相關(guān)，而AdipoLEP與這兩個(gè)指標(biāo)沒(méi)有或只存在微弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系；對(duì)于胰島素刺激的脂肪生成，AdipoPLIN呈正相關(guān)，AdipoLEP呈負(fù)相關(guān)，而AdipoSAA與任何指標(biāo)均無(wú)顯著相關(guān)性�？梢园l(fā)現(xiàn)，AdipoPLIN對(duì)胰島素具有更顯著的應(yīng)答。