《Journal of Physiology and Biochemistry》：Subcutaneous and visceral adipose tissue lipidome in children reveals novel lipid species involved in obesity
编辑推荐：
本研究针对儿童肥胖中脂肪组织脂质代谢机制不清的问题，通过脂质组学分析发现皮下脂肪(sWAT)中醚连接甘油三酯(EtherTG)和氧化甘油三酯(OxTG)的异常变化与内脏脂肪(vWAT)中神经酰胺(Cer)和甘油二酯(DG)的积累，揭示了不同脂肪库特异性脂质调控网络在氧化应激和胰岛素抵抗中的关键作用，为早期干预肥胖相关代谢疾病提供了新靶点。
全球范围内，肥胖已成为影响儿童和青少年健康的重大公共卫生问题。目前有超过3.9亿儿童和青少年超重，其中约1.6亿患有肥胖症。过去30年间，儿童肥胖患病率增加了五倍以上，这主要归因于加工食品、高热量饮食和久坐生活方式的普及。儿童肥胖与代谢紊乱、哮喘、阻塞性睡眠呼吸暂停以及多种心理健康状况的风险增加密切相关。随着肥胖和代谢性疾病出现年龄的提前，儿科肥胖已成为公共卫生优先事项。
白色脂肪组织(WAT)作为内分泌器官，不仅储存能量，还维持体内稳态。WAT分为内脏WAT(vWAT)和皮下WAT(sWAT)，过多的WAT质量与肥胖相关合并症有关。sWAT和vWAT在基因表达和脂质组谱方面的差异表明它们在肥胖中扮演着不同角色。甘油磷脂、脂质饱和度和氧固醇积累的变化影响脂肪生成、脂解和应激反应。另一方面，sWAT的"褐化"（产生产热的米色/亮色脂肪细胞）与肥胖保护和代谢改善相关。将白色脂肪细胞转化为消耗能量的米色/亮色细胞是肥胖预防的一个关键研究焦点。
WAT的脂质组谱具有组织特异性，并受饮食、寒冷和运动等因素的影响而改变。肥胖改变脂质组成，导致异位脂肪积累和脂毒性，从而促进代谢紊乱的发生。研究肥胖中的WAT脂质可能阐明它们在代谢综合征中的作用。然而，关于儿科肥胖的研究主要集中在脂肪组织的转录组学分析上，而儿科脂肪组织的脂质组学研究相对缺乏。
为此，研究人员在《Journal of Physiology and Biochemistry》上发表了题为"Subcutaneous and visceral adipose tissue lipidome in children reveals novel lipid species involved in obesity"的研究论文。该研究首次全面分析了儿童sWAT和vWAT的脂质组谱，比较了肥胖儿童与正常体重儿童的差异，旨在识别肥胖调控的新型脂质物种。
研究团队前瞻性招募了30名2至17岁的儿科患者（17名正常体重，13名超重/肥胖），收集了他们的临床数据以及通过儿科手术获得的sWAT和vWAT样本。采用基于液相色谱-质谱联用(LC-MS)的脂质组学技术，结合多元统计分析，对脂肪组织脂质提取物进行了非靶向分析。通过分子特征提取、脂质注释和统计学检验，鉴定出在肥胖状态下发生显著变化的脂质物种。
研究发现，与正常体重儿童相比，肥胖儿童sWAT的脂质组发生了显著改变，共有145种脂质物种发生变化（50种上调，95种下调）。其中，醚连接甘油三酯(EtherTG)和醚连接磷脂酰乙醇胺(EtherPE)水平明显降低，而多种氧化甘油三酯(OxTG)水平升高。这些变化与米色脂肪组织发育、能量代谢、线粒体功能和氧化应激密切相关。
在vWAT中，研究人员观察到61种脂质物种发生变化（22种上调，39种下调）。具体表现为饱和或多不饱和甘油二酯(DG)水平降低，而单不饱和、双不饱和或三不饱和DG水平升高。同时，磷脂酰胆碱(PC)普遍减少，但PC 18:1_20:4例外地增加。最重要的是，神经酰胺Cer 18:0;2O/24:1在肥胖儿童vWAT中显著积累。这些脂质物种与炎症、胰岛素抵抗和心血管风险增加相关。
脂质物种在sWAT和vWAT中的相关性分析
皮尔逊相关性分析揭示了vWAT和sWAT中注释脂质之间的显著关联。强正相关性存在于两个脂肪库中的甘油三酯(TG)之间，表明它们受到相似的调控或积累。含有脂肪酸18:2和18:3的OxTG物种在vWAT和sWAT中都显示出强相关性。相反，vWAT和sWAT中的TG之间存在负相关性，表明这些脂肪库之间的行为相反。sWAT中含有长链多不饱和脂肪酸(PUFA)的TG物种与vWAT中含有较短或饱和酰基链的TG物种呈负相关。
讨论与结论
本研究通过脂质组学分析vWAT和sWAT，为了解儿童肥胖早期代谢变化和WAT适应提供了关键见解，突出了脂质代谢的库特异性失调和系统性失调。sWAT中氧化长链PUFA TG含量较高，表明sWAT在管理和储存这些更复杂、更易氧化的脂质方面起着重要作用。然而，氧化形式的含量较高表明超重或肥胖儿童的sWAT处于较高的氧化应激状态，有助于脂肪细胞功能受损和系统性炎症。
醚连接脂质的减少，包括etherTG和EtherPE，与米色脂肪细胞生成减少和肥胖中脂肪积累增加有关。醚脂质减少与氧化损伤增加相结合，表明存在脂质重塑过程，可能会损害脂肪组织缓冲代谢应激和以保护性方式储存脂质的能力。
在vWAT中，PC 18:1_20:4的增加表明脂质代谢失调与儿童肥胖中的胰岛素抵抗存在联系。Cer 18:0;2O/24:1的积累与脂肪组织功能障碍和心脏代谢风险增加有关。此外，向积累代谢上较不利的脂质物种的转变可能有助于增加肥胖、炎症和代谢紊乱。
vWAT和sWAT之间的相关性揭示了肥胖中系统性脂质储存失调，具有共享的和库特异性的机制，影响脂肪功能和代谢健康。尽管脂质处理机制相似，但由于vWAT代谢更活跃，后果可能因脂肪库而异。含有PUFA的TG氧化，由肥胖相关炎症驱动，促进脂肪细胞功能障碍、代谢综合征和胰岛素抵抗。vWAT中Cer的积累，加上有益脂质（如EtherPE和EtherTG）的减少，强调了早期肥胖中已经存在的脂毒性。
这项研究首次全面描绘了儿童肥胖中sWAT和vWAT的脂质组谱，识别了新型脂质物种，并揭示了它们在脂质重塑及其在代谢紊乱发展中的潜在作用。这些发现为理解儿童肥胖的病理生理机制提供了新的视角，并为开发早期干预策略提供了潜在的分子靶点。未来的研究需要阐明这些脂质物种在脂毒性中的具体作用及其对儿童和成人肥胖的临床意义。
