多くの人は、加齢に伴う共通の変化に気づきます。つまり、総体重が一定であっても、腹囲が徐々に増加する傾向があります。腹部に存在する過剰な脂肪は、単なる美的問題を超えて、代謝の低下、細胞の早期老化、および 2 型糖尿病や心臓病などのいくつかの慢性健康状態と強く関連しています。
研究者たちは、体組成が生涯を通じて変化することを認識していますが、脂肪が特に腹部に集中する正確な理由はこれまで謎のままでした。
今回、有名なシティ・オブ・ホープの科学者たちは、加齢に伴う腹部脂肪の蓄積において重要な生物学的要因である可能性があるものを発見した。権威あるサイエンス誌に掲載された彼らの発見は、加齢とともに出現し、新しい脂肪細胞の形成を促進する、前例のないタイプの幹細胞の存在を示しています。この有望な発見は、腹部の脂肪と戦うための新しい戦略への道を開き、より健康的な老化に貢献する可能性があります。
この研究の共同責任著者であり、シティ・オブ・ホープのアーサー・リッグス糖尿病・代謝研究所の分子・細胞内分泌学の准教授であるQiong (Annabel) Wang博士は、頻繁に観察される観察を強調した。 「人は、体重を維持していても、年齢とともに筋肉量が減少し、体脂肪が増加することがよくあります」と彼は言いました。彼女は、老化が新しいタイプの成体幹細胞の出現の引き金となり、最終的に体内で脂肪細胞が大量に生成され、その濃度が腹部に顕著であることを研究チームが発見したと付け加えた。
研究は既存の脂肪細胞を増やすだけではありません
研究グループはUCLAの科学者と協力し、マウスで一連の初期実験を実施し、その結果は後にヒト細胞での分析によって確認された。
この研究は、主に体内の脂肪の貯蔵を担う白色脂肪組織（WAT）に焦点を当てました。この組織は過剰なエネルギーを蓄える基本的な役割を果たし、腹部の体重増加と脂肪の蓄積に大きく寄与します。
科学界は長い間、既存の脂肪細胞のサイズが年月の経過とともに拡大する可能性があることを知っていました。しかし、研究者らは、別のメカニズム、つまりまったく新しい脂肪細胞の形成もウエスト周囲径の増加に影響を与えているのではないかと疑い始めた。
この仮説が確認された場合、老化した脂肪組織は既存の細胞の体積を増加させるだけでなく、常に新しい細胞単位を追加することによって成長し続けることを意味します。
この理論を検証するために、チームは脂肪組織に存在する幹細胞の一種である脂肪細胞前駆細胞 (APC) の研究に専念しました。これらの細胞は前駆体として機能し、成熟して完全に形成された脂肪細胞に発達することができます。
脂肪生成は古い幹細胞で大幅に増加します
研究者らは、若いマウスと老マウスの両方からAPC（抗原提示細胞）を若いマウスの別のグループに移植した。
得られた結果は驚くべきものでした。高齢の動物から抽出された APC は、かなりの数の新しい脂肪細胞を生成する能力を示しました。
一方で、行われた実験は逆に非常に異なる結果をもたらしました。若いマウスのAPCを年老いたマウスに移植すると、比較的少量の新しい脂肪細胞が得られました。
この観察は、積極的に脂肪を産生する能力が、レシピエントの年齢に依存せず、本質的に年長の動物のAPCに関連していることを示した。
関連する分子機構の理解を深めるために、研究者らは、科学者が個々の細胞の遺伝活動を分析できる方法論である単一細胞 RNA シークエンシングを採用しました。
詳細な分析により、若いマウスでは APC の活性が比較的低いことが明らかになりました。しかし、中年のマウスでは、これらの細胞が非常に活性化し、大量の新しい脂肪細胞を生成し始めました。
遺伝子制御研究および創薬分野のルース・B・ランマン＆ロバート・K・ランマン議長の保持者であり、シティ・オブ・ホープの分子・細胞内分泌学部長であるアドルフォ・ガルシア＝オカナ博士は、これらの細胞の特異性について説明した。 「ほとんどの成体幹細胞の成長能力は年齢とともに低下しますが、APC（抗原提示細胞）ではその逆が起こります。老化により、これらの細胞の進化と増殖の可能性が解き放たれます」と同氏は述べた。同氏はまた、この発見の重要性を強調し、「これは、加齢に伴う腹部容積の増加が、APCによる新しい脂肪細胞の多産によるものであることを示す最初の証拠である」と述べた。
老化プロセスに関連する新たな幹細胞集団の特定
研究者らは、老化プロセスが APC の単純な活性化を超えていることを発見しました。
マウスが中年に達すると、一部の APC が形質転換を起こし、年齢特異的コミットメント前脂肪細胞 (PC-A) と呼ばれる新たに発見された幹細胞集団を生じさせました。
これらの細胞は特に老化時に出現し、新しい脂肪細胞の生成に顕著な効果を示しました。それらの出現は、なぜ年老いたマウスが加齢とともにより多くの脂肪を蓄積するのかを解明するのに役立つかもしれない。
次のステップでは、科学者たちは、この複雑なプロセスを制御する生物学的シグナルの特定に焦点を当てました。
彼らは、白血病抑制因子受容体 (LIFR) として知られる重要なシグナル伝達経路を特定することができました。シグナル伝達経路は、細胞が指示を受け取り、その活動を調整できるようにする細胞内通信システムを表します。これに関連して、LIFRはCP-A細胞の増殖と脂肪細胞への成熟において重要な役割を果たしていると考えられる。
王氏はそのメカニズムをさらに解明した。 「私たちは、体内の脂肪生成がLIFRによって促進されていることを発見しました。若いマウスはこの信号に依存して脂肪を生成しませんが、年老いたマウスはこの信号に依存します」と同氏は説明した。彼女の研究は、LIFRがCP-Aを活性化して新しい脂肪細胞を生成し、高齢のマウスの腹部脂肪を拡大するのに重要な役割を果たしていることを示唆しています。
ヒト組織サンプルで同様の細胞の存在が確認
この研究結果がマウスモデルを超えて適用できるかどうかを検証することを目的として、研究チームは、同じ単一細胞 RNA シーケンス手法を使用して、さまざまな年齢層のヒト組織サンプルを分析しました。
研究者らは、げっ歯類で最近発見されたCP-Aと非常によく似た特徴を持つ細胞を特定した。これらの細胞の存在は、中年者の組織でより大量に観察されました。
ヒト CP-A も新しい脂肪細胞を生成する優れた能力を示し、これは同様の生物学的プロセスがヒトでも起こっている可能性を示唆しています。
ワン博士は、「我々の結果は、加齢とともに現れる肥満と闘う上で、新しい脂肪細胞の形成を制御することの重要性を強調している」と研究結果の関連性を強調した。彼女は、「代謝疾患におけるCP-Aの役割と、加齢に伴ってこれらの細胞がどのように発生するかを理解することは、腹部脂肪を減少させ、健康と長寿を促進するための新しい医療ソリューションの開発に役立つ可能性がある」と結論付けた。
加齢に伴う肥満治療に新たな道が開かれる
さらなる研究の必要性は明らかですが、この先駆的な発見は、科学者に将来の治療法を開発するための有望なターゲットを提供します。
研究者らは、動物実験でCP-A細胞の追跡を継続し、ヒトにおけるこれらの細胞の挙動を深く調査し、CP-A細胞をブロックまたは排除する効果的な戦略を探求する予定である。これらの取り組みが成功すれば、このようなアプローチは、老化の過程で非常に一般的な現象である腹部脂肪の蓄積を防ぐ上で大幅な進歩となる可能性があります。
この重要な研究に最初に貢献した著者は、シティ・オブ・ホープの研究者であるグアン・ワン博士と、UCLAの研究者であるガオヤン・リー博士でした。
