脂肪分子为脂肪细胞提供能量储存。它们由三种脂肪酸与甘油的主干相连组成。因此它们也被称为甘油三酯。

  小鼠脂肪细胞中的脂肪液滴:液滴的膜被染成绿色，其中储存的脂肪被染成红色。

  长期以来，人们一直怀疑分子在储存期间不会保持不变。相反，它们有规律地被分解和重组——这个过程被称为“甘油三酯循环”。

  但这种假设是正确的吗?如果是的话，它有什么好处呢?“到目前为止，这些问题还没有真正的答案，”波恩大学LIMES研究所的Christoph Thiele教授解释说。“在过去的50年里，确实有间接的证据表明这种永久性的重建。然而，到目前为止，还缺乏直接证据。”

  问题是，为了证明甘油三酯被分解，脂肪酸被修饰并重新组合成新的分子，人们需要跟踪它们在体内的转化过程。然而，每个细胞中都有成千上万种不同形式的甘油三酯。因此，追踪单个脂肪酸是极其困难的。

  Thiele说:“然而，我们已经开发了一种方法，可以给脂肪酸贴上一个特殊的标签，使它们不会出错。”他的研究小组用这种方法标记了各种脂肪酸，并将它们添加到小鼠脂肪细胞的营养培养基中。然后，小鼠细胞将标记的分子加入甘油三酯中。研究人员解释说:“我们能够证明，这些甘油三酯并没有保持不变，而是不断地降解和重塑:每个脂肪酸每天大约分离两次，并重新连接到另一个脂肪分子上。”

  为什么呢?毕竟，这种转换需要消耗能量，这些能量被释放为废热——细胞从中得到了什么呢?到目前为止，人们认为细胞需要这个过程来平衡能量的储存和供应。又或许这只是身体产生热量的一种方式。

  “我们的结果现在指向了一个完全不同的解释，”Thiele解释说。“在这个过程中，脂肪可能会转化为身体所需的东西。”因此，利用率低的脂肪酸将被提炼成更高质量的变种，并以这种形式储存起来，直到需要时使用。

  脂肪酸主要由碳原子组成，碳原子像火车车厢一样一个接一个地悬挂着。它们的长度各不相同:有的只有10个碳原子，有的则有16个甚至更多。在他们的研究中，研究人员制造了三种不同的脂肪酸，并对它们进行标记。其中一个是11个，第二个是16个，第三个是18个碳原子长。Thiele解释说:“这些链长度通常也存在于食物中。”

  短脂肪酸被消除，长脂肪酸被“改善”

  标记使研究人员能够准确追踪不同长度的脂肪酸在细胞中发生了什么。这表明，由11个碳原子组成的脂肪酸最初被并入甘油三酯。然而，过了很短的时间，它们再次被分离，并被引导出细胞。两天后，就再也检测不到它们了。Thiele说:“这种短脂肪酸很难被细胞利用，甚至会损害细胞。因此，它们很快就被处理掉了。”

  相比之下，16和18原子的脂肪酸留在细胞中，尽管不在它们原来的脂肪分子中。它们也逐渐被化学修饰，例如通过插入额外的碳原子。在最初的脂肪酸中，碳原子是由单键连接在一起的——大致就像邻居们手拉手的人链一样。随着时间的推移，这种关系有时会发展成双键——就像聚会上的狂欢者在跳康加舞一样。在这个过程中形成的脂肪酸被称为不饱和脂肪酸。它们对身体更有效。

  Thiele强调说:“总的来说，通过这种方式，细胞产生的脂肪酸比我们最初用营养液提供的脂肪酸对生物体更有益。”从长期来看，这会导致油酸的形成，这是高质量橄榄油的组成部分，从棕榈酸盐中，如棕榈脂肪中所含的。

  然而，只要脂肪酸还在脂肪分子内，细胞就不能改变脂肪酸。它们必须首先被分离，然后修改，最后再钉回去。Thiele说:“没有甘油三酯循环，也就没有脂肪酸修饰。”

  因此，脂肪组织可以提高甘油三酯。如果我们食用和储存含有有害脂肪酸的食物，当我们饥饿时，它们就不必再以这种状态释放出来。我们得到的脂肪含有更少的“短”脂肪酸，更多的油酸(而不是棕榈酸)和更多的重要的花生四烯酸(而不是亚油酸)。

  研究人员强调说:“尽管如此，我们应该注意饮食，尽可能多地摄入高质量的膳食脂肪。”因为提纯从来都不是百分之百有效的。此外，有些脂肪酸不是储存在体内，而是直接在体内使用。在下一步中，研究人员现在想要测试在试管中人类脂肪组织中是否发生了与小鼠单个脂肪细胞相同的过程。他们还想找出使循环起作用的酶。

  这项研究发表在《Nature Metabolism》杂志上。

  参考文献

  Massively parallel characterization of engineered transcript isoforms using direct RNA sequencing