想要燃脂，大脑说了算？

众所周知，肥胖（BMI>30）已经成为了当代人的一大苦恼。肥胖是代谢综合症的一大迹象，还会增大人们患各类严重疾病的概率，包括哮喘、二型糖尿病、高血压、心血管疾病、中风以及各类癌症[1]。

说到减肥，控制饮食、锻炼健身、有氧训练都是老生常谈的方法，控制体重的一大途径便是减少体内的脂肪。那么，人体内的脂肪怎样才会燃烧呢？传统观点认为，哺乳动物的脂肪组织受神经系统支配，通过酪氨酸羟化酶的表达和分泌去甲肾上腺素的交感神经元，将机体内与饥饿、代谢相关的信号传输给大脑[2]，之后，交感神经元作用于β肾上腺素受体，对体内生热以及棕色和米色脂肪的新陈代谢进行调控[3]。

看上去，大脑似乎是“被动地”等待着脂肪组织传递出与压力、新陈代谢有关的信号。但近期，斯克里普斯研究所叶立教授与阿登·帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian）教授的研究为我们揭示了燃脂机制的另一面，除了被动等待，大脑也会主动为脂肪组织“提供服务”，通过感觉神经元获取脂肪组织中的信息。

01

如何了解脂肪组织里的活动？

长期以来，研究者们都知道神经元延伸至脂肪组织内，但怀疑它们并不是可以向大脑传输数据的感觉神经元。大多数研究员推测脂肪组织内的神经元多属于交感神经系统，该系统负责我们体内“打不过就跑”的反应，会在遭遇压力或进行身体活动时切换至燃烧脂肪的通路。确定这些神经元的类型和功能并不容易，因为脂肪组织内的神经元难以被看到或刺激，因此用以往研究中接近体表的活大脑的神经元的方法，难以深入脂肪组织[4]。

传统追踪研究中，病毒或染料被注射入脂肪组织中，之后逆行运输至背根神经节（dorsa root ganglia，DRGs）*体细胞，进行组织学评估。这一间接的测量方法容易受到不同宿主示踪剂效率的影响。理想状况下，将从背根神经节体细胞到目标器官的整个通路直接可视化，能够提供最为可靠的解剖学证据。然而，小鼠背根神经节的边缘分支在抵达目标前会移动几厘米，这使得研究人员难以借助传统的组织学方法对通路进行可视化。

*针对鼠和仓鼠的研究表明，源于背根神经节的体觉纤维支配脂肪组织[5]。

感觉神经元对脂肪组织的神经支配

为了克服可视化难题，叶教授的团队开发了HYBRiD（hydrogel-based reinforcement of three-dimensional imaging solvent-cleared organs）系统，专门用于大组织整体的荧光可视化[6]。该系统可将小鼠组织透明化，让研究者能更好地追踪神经元延伸入脂肪组织的通路。他们发现，接近半数的神经元没有与交感神经系统相连，而是与背根神经节联结，该脑区是所有感觉神经元的源头。

此外，为了更好地探究这些神经元在脂肪组织中的作用，研究者还采用了第二种新技术——ROOT（retrograde vector optimized for organ tracing），研究者可以使用目标病毒选择性地摧毁脂肪组织中的小部分感觉神经元，有助于显著降低非目标的表达，能更好地改善从脂肪组织到背根神经节的逆行效率。

02

调控脂肪，大脑在行动

已有的一些研究结果发现，感觉神经元受阻、交感神经信号水平较高的动物体温也会升高。叶教授的这项研究发现了类似结果，借助ROOT技术，让脂肪细胞中的感觉神经元无法发挥作用，此时大脑没有收到来自脂肪组织的感觉信息，于是由交感神经系统引发的程序（与白色脂肪向棕色脂肪的转化有关）会在脂肪细胞中过度活跃，导致脂肪垫超过正常大小，棕色脂肪含量特别高，这会分解其他的脂肪和糖类分子以产生热量。简单来说，