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【JACS】单晶、核磁、成像一起上，揭秘高热量饮食如何影响脂肪组织中的脂滴结构 ​

总结 ​

研究发现，高热量饮食会导致脂肪组织中的脂滴（LDs）发生显著的结构变化，特别是三酰基甘油（TAGs）的密集堆积。这种变化使得脂滴和组织的弹性模量增加，表明脂滴在应对热量过剩时不仅仅是扩展，还会进行结构重组。

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摘要 ​

本研究探讨了高热量饮食对脂肪组织中脂滴（LDs）结构和机械性能的影响。通过高分辨率X射线衍射、固态核磁共振（NMR）和成像技术，研究发现高热量饮食导致脂滴中TAGs的饱和度显著增加，使其更容易密集堆积。实验结果显示，高热量饮食下的小鼠脂肪组织和脂滴的弹性模量增加了两倍以上。进一步分析表明，脂滴在高热量饮食条件下会形成不同的晶体多晶型结构，如β'和β晶型。这些结构变化不仅影响脂滴的扩展，还改变了其机械性能。研究还发现，脂滴的这种结构重组有助于在肥胖初期快速有效地扩展脂肪储存。这项研究为理解脂滴在肥胖和相关代谢疾病中的作用提供了新的见解。

研究结果分类展示 ​

饮食对脂肪组织扩展的影响 ​

  • 体重和脂肪组织比率：高脂饮食（HFD）和西方饮食（WD）的小鼠体重和脂肪组织比率显著增加。
  • 脂肪细胞大小：HFD和WD导致白色脂肪组织（WAT）和棕色脂肪组织（BAT）中的脂肪细胞显著增大。

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脂滴结构变化 ​

  • X射线衍射：高热量饮食导致脂滴中TAGs形成多层结构，层间距约为42Å。
  • 固态NMR：高热量饮食下的脂滴显示出更高的固态TAG比例，特别是在WD条件下。
  • 光学显微镜：极化光显微镜下，高脂和西方饮食条件下的脂滴显示出强烈的双折射现象，表明TAGs在脂滴中密集有序地堆积。 image.png

TAGs的分子特性 ​

  • 脂质组学分析：高热量饮食导致脂滴中TAGs的饱和度增加，特别是在中长链TAGs中。

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  • TAGs的晶体多晶型：WD条件下的脂滴中TAGs主要以β'晶型存在，而HFD条件下则以β晶型为主。 image.png

这项研究揭示了高热量饮食如何通过改变脂滴的结构和机械性能来影响脂肪组织的扩展和功能，为肥胖和代谢疾病的研究提供了新的视角。

参考文献 ​

Ko, K.; Bandara, S. R.; Zhou, W.; Svenningsson, L.; Porras-Gómez, M.; Kambar, N.; Dreher-Threlkeld, J.; Topgaard, D.; Hernández-Saavedra, D.; Anakk, S.; Leal, C. Diet-Induced Obesity Modulates Close-Packing of Triacylglycerols in Lipid Droplets of Adipose Tissue. J. Am. Chem. Soc. 2024, jacs.4c13420. https://doi.org/10.1021/jacs.4c13420.