研究チームは、SLIT3と呼ばれるタンパク質シグナルが、血管と交感神経の成長を調整することで褐色脂肪の熱産生を促進していると報告した。マウスモデルやヒトの細胞・組織データセットを用いた実験において、同チームはSLIT3がそれぞれ異なる役割を持つ2つの断片に切断されることを発見。一方は血管成長に、もう一方は神経拡大に関連しており、エネルギー消費を促進することで肥満治療に役立つ将来的な戦略を示唆している。
褐色脂肪は、体温維持に必要な熱産生というプロセスを通じて、グルコースや脂質といった燃料を燃焼できる点で白色脂肪と異なる。
ニューヨーク大学歯学部の分子病理学助教授であり、本研究の上席著者であるファルナズ・シャムシ氏は、熱産生について「化学エネルギーのすべてが、体内に白色脂肪として蓄えられるのではなく、熱として放出される」と述べた。さらに同氏は、褐色脂肪は燃料源を取り込んで利用することで「代謝のシンク（貯留槽）」のように機能できると付け加えた。
褐色脂肪が熱産生を維持するためには、高密度の神経血管という「インフラ」が必要である。神経は、組織を活性化する寒冷刺激信号を伝達し、血管は酸素と栄養を供給して生成された熱を分配する役割を担う。
本研究において、研究チームは褐色脂肪細胞から放出され、2つに分裂するタンパク質「SLIT3」に着目した。マウスおよびヒトの細胞を用いた実験により、SLIT3を2つの断片に切断する因子として酵素「BMP1」を特定した。チームの報告によると、各断片は異なる機能を持っており、一方は血管の成長を促進し、もう一方は神経ネットワークの拡大を支える。シャムシ氏はこれを「分裂するシグナルであり、単一の因子の2つの構成要素が、空間と時間において厳密に調整されるべき異なるプロセスを独立して制御するという、エレガントな進化の設計である」と説明した。
研究チームはまた、一方のSLIT3断片と結合して神経発達の制御を助ける受容体「PLXNA1」を特定したことも報告した。報告書に記載されたマウス実験では、SLIT3またはPLXNA1を除去すると、動物は寒さに対して過敏になり、体温維持能力が低下した。また、褐色脂肪においても神経構造の障害と血管ネットワークの衰えが確認された。
この経路がヒトにも関連するかを評価するため、研究チームは肥満患者を含む1,500人以上の脂肪組織サンプルを分析し、SLIT3産生を担う遺伝子に焦点を当てた。報告書によれば、その結果はSLIT3に関連する活性が、肥満における脂肪組織の健康状態、炎症、インスリン感受性に関連する指標と結びついていることが示された。シャムシ氏は「この経路がヒトの肥満や代謝の健康に関連している可能性を示唆しており、非常に注目している」と述べた。
研究チームは今回の発見を、主に食事摂取量を減らす減量アプローチを補完する可能性のあるものとして位置づけている。報告書には「GLP-1受容体作動薬を含むほとんどの減量薬は、食欲を抑制することで作用する」一方、褐色脂肪を標的とすることで、理論上は体のエネルギー消費量を増加させることが可能だと記されている。シャムシ氏は「褐色脂肪を持っているだけでは十分ではなく、熱産生のために組織内の適切なインフラが必要となる」と強調した。
本研究は『Nature Communications』に掲載された。報告書に記載されている共同著者は、ニューヨーク大学歯学部、ロックフェラー大学、ライプツィヒ大学、チューリッヒ工科大学、ワイルコーネル医科大学、アルバート・アインシュタイン医科大学に所属している。
