以下文章來源於外泌體之家（公眾號）

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肥胖是一個全球性的健康問題。早在1948年，世界衛生組織已將肥胖列人疾病名單，並認為是2型糖尿病、心血管病、高血壓、中風和多種癌症的危險因素。預防和控制肥胖，已成為刻不容緩的任務。

間充質幹細胞 (Mesenchymal stem cells，MSC) 可分化成其他細胞類型，包括脂肪細胞和成纖維細胞。研究人員發現，高脂肪飲食可以誘導MSCs分化為儲存脂肪的細胞，而運動可以逆轉這種作用。

運動，可以減輕和保持體重！運動，不僅可直接影響細胞，還可以顺利获得調節信號傳導來實現其對器官的影響。在受運動調節的所有器官或組織中，脂肪和骨骼肌是受肥胖和運動影響最大也是最直接的內分泌器官，因此這兩個器官不断是組織水平研究的重點。

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2022年10月4日，來自麻省理工學院和哈佛醫學院的研究團隊在國際頂級期刊Cell Metabolism 雜誌刊登一篇研究，研究團隊發現：運動和肥胖，對間充質幹細胞中的細胞外基質和晝夜節律基因表達有相反的影響；組織內和組織間的信號傳導，多以間充質幹細胞為中心；間充質幹細胞中受運動影響大的基因，與人類代謝性狀相關。

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運動如何影響間充質幹細胞

眾所周知，高脂飲食和運動鍛煉，是以兩種完全相反的方式，有助于身體的所有細胞和機體系統。而運動，確實可以對整個身體產生重大影響。很多年前，研究團隊就開始對肥胖風險密切相關的 FTO 基因進行研究。在2015年研究團隊發現，FTO 基因調控着未成熟脂肪祖細胞轉變成燃燒或儲存脂肪細胞的代謝通路。這一發現證明，肥胖明顯受到遺傳基因的影響。

那麼，運動又是如何在細胞水平上影響脂肪祖細胞？

為了探索這個問題，第一时间飼養高脂飲食和正常飲食的小鼠，對其進行運動干預迫：要麼保持不動狀態，要麼保持隨時運動。其後，研究團隊對這些小鼠的三種類型的組織進行單細胞 RNA 測序，分別是骨骼肌、內臟白色脂肪組織，以及皮下白色脂肪組織。

具體試驗設計如下，第一时间將小鼠分成四個不同的實驗組。前三周的時間裏，兩組小鼠分別餵食正常飲食和高脂飲食；接下來的後三周，每組小鼠又繼續分成久坐組和運動組。顺利获得分析小鼠組織單細胞RNA測序數據，對 53 種不同類型的細胞中因運動或飲食影響而被激活或抑制的基因進行全面分類。

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高脂飲食和運動，間充質幹細胞是核心

研究結果發現：在三種組織類型中，間充質幹細胞能夠操控許多飲食和運動鍛煉的影響。另外，間充質幹細胞本身可以分化成脂肪細胞和成纖維細胞。研究結果還發現，高脂飲食可以調節脂肪間充質幹細胞分化成脂肪細胞的能力，而運動則可以逆轉這種分化作用。

除了促進脂肪儲存以外，研究者還發現：高脂飲食還能刺激充間質幹細胞分泌重塑細胞外基質的細胞因子。細胞外基質是一類圍繞和支撐體內細胞和組織的蛋白質和其他分子網絡。細胞外基質的重塑則有助於擴張脂肪儲存的細胞結構，創造更適宜的炎症環境。

隨着脂肪細胞的脂滴儲存量變大，細胞壓力增加導致機體「慢性炎症」加重。這種系統性「慢性炎症」可以在全身各部位長期存在，也就導致肥胖人群發生諸多健康不良影響。

高脂飲食和運動對控制晝夜節律效應的細胞通路，還能有截然相反的不同影響。晝夜節律能以間隔24小時的周期，控制睡眠、體溫、激素釋放和消化等生理活動功能。研究結果表明，運動能夠加速節律基因的表達調控，而高脂飲食反而抑制調控這些基因的表達。

肥胖和運動顺利获得影響晝夜節律，可能對身體器官和生物鐘產生廣泛作用，進而調控幹細胞的功能和免疫。

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小結和展望

本研究，闡述了間充質幹細胞在脂肪和肌肉組織中，介導肥胖和運動效應的關鍵角色。肥胖和運動，可以顺利获得改變間充質幹細胞的纖維化、炎性和分化潛能來介導相反的生理效應。

本研究認為：在癌症和衰老等情況下，或許也可能存在類似的運動誘導的間充質幹細胞改變。由運動調控的間充質幹細胞特異性的分子靶點，可能為多種疾病的預防以及治療给予了新的機會。

http://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(22)00394-1

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