大阪公立大學研究生院生活科學研究科的荒木涼菜研究生、金東浩副教授等人研究發現，改良自薑黃成分薑黃素的新型化合物，能夠從早期階段開始抑制脂肪細胞的形成。研究團隊發現，經過結構優化的薑黃素衍生物——類薑黃素Ⅲ，通過直接控制決定脂肪細胞「是否能夠形成」的初期開關，顯著抑制了脂肪的積累。該研究展示了以脂肪形成前階段為靶點的新型肥胖預防的可能性，有望成為利用食品成分進行代謝控制的新策略。相關成果已發表在期刊《Nutrients》的網路版上。
圖1. 由類薑黃素Ⅲ產生的脂肪生成濃度依賴性抑制（供圖：大阪公立大學）
脂肪的增加，不僅源於已有脂肪細胞體積的膨大，還源於通過脂肪細胞分化（adipogenesis）產生新的脂肪細胞。脂肪細胞分化通過多個轉錄因子分階段發揮作用而推進，其中PPARγ和C/EBPα等因子被認為發揮著核心作用。然而，在這些因子發揮作用之前的極早期階段，究竟是怎樣的機制決定了分化的啟動，此前一直未得到充分闡明。
此外，雖然此前已有報導稱，薑黃來源薑黃素具有抑制脂肪細胞分化的作用，但其詳細的作用機制及與結構的關係仍有許多未解之謎。
研究團隊使用多種經結構改造的薑黃素衍生物，在脂肪細胞分化模型（3T3-L1細胞）中，按不同時間對其作用進行了細緻解析。
結果顯示，在脂肪細胞分化的極早期階段（約0.5小時），具有特定結構的類薑黃素Ⅲ能夠上調具有抑制脂肪細胞分化作用的轉錄因子KLF2的表達。研究表明，這一變化進而抑制了後續PPARγ和C/EBPα等分化促進因子的表達。
此外，研究還確認，在分化中期（第3天），脂肪分化的核心因子群受到普遍抑制，在分化後期（第7天），作為脂肪細胞成熟指標的aP2表達下降，最終脂肪細胞的形成本身受到抑制。
這些結果表明，脂肪細胞分化並非一個單純的連續性過程，而是一個「通過初期階段的控制來決定整體進程」的機制。
雖然本次研究是利用細胞開展的基礎研究，卻為理解食品中所含成分如何在體內調節細胞命運提供了重要線索。尤其是，著眼於脂肪細胞分化早期階段的本次研究成果，有望催生一種全新思路，不再像以往那樣在分化進展之後進行干預，而是在分化啟動之前的階段實施調控。
通過動物模型及人體臨床試驗，該物質有望作為面向肥胖、生活習慣病預防的全新研究方案投入實際應用。此外，還需要評估類薑黃素Ⅲ在體內的穩定性、代謝和吸收性，並驗證其是否在生物體內參與脂肪細胞分化的調控。
荒木研究生表示：「在繼承前輩們的研究、按照自己的思路推進分析的過程中，我驚訝地發現，脂肪能否生成在極早期階段就已經確定。日常易得食品中所含的成分具備能夠左右細胞命運的作用機制，這一點十分耐人尋味，期待今後該研究成果能夠拓展延伸至助力維持健康與預防疾病的相關研究當中」。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Nutrients
論文：Structure–Activity Relationship and Stage-Dependent Inhibition of Adipogenesis by Curcuminoid Derivatives in 3T3-L1 Cells
DOI：doi.org/10.3390/nu18081285
