β-连环蛋白与炎症的关系
是否听说过一种名为“β-连环蛋白 (beta-catenin)”的蛋白质?
这在细胞生物学和人类生理学中是一个流行的蛋白质,但在临床界却不常见。然而,研究强烈表明,它在抑制全身的炎症方面扮演着强有力的角色,而这些炎症与糖尿病、肥胖、心血管疾病、癌症等多种疾病相关。
关键在于,营养状况会严重降低其在体内的水平,导致更严重的炎症和更高的疾病风险。因此,尼克将讨论β-连环蛋白的作用、为何重要,以及如何保持其在体内的较高水平。
β-连环蛋白研究的起点:内脏脂肪
这一切实际上始于的身体脂肪,特别是一种名为“内脏脂肪 (visceral fat)”的脂肪。内脏脂肪包裹在的器官周围和内部,它与炎症有密切的联系。但考虑到其对健康的危害,它究竟如何导致身体炎症,一直是重点研究的课题。
在这项研究中,研究人员揭示了内脏脂肪如何控制的免疫细胞,甚至展示了如何控制的内脏脂肪,以阻止其通过免疫控制引发促炎状态。
研究方法:分离内脏脂肪中的免疫细胞
研究人员所做的,是获取内脏脂肪样本,分离出内脏脂肪内的细胞。他们使用一种名为“FACS”或“荧光激活细胞分选 (fluorescent activated cell sorting)”的研究技术来做到这一点。本质上,他们通过细胞表面的特定特征来识别细胞,就像通过看脸上的特征来认出认识的人一样。
尼克展示了一张数据图,解释说,尽管看起来很复杂,但实际上相当简单。只需虚焦的眼睛,注意每个方格中颜色的位置即可。在最左边,他们正在分离内脏脂肪的特定部分。随着他们向右移动,他们使用越来越精细的“梳子”,只分离出免疫细胞,移除了脂肪细胞和其他称为“基质细胞 (stromal cells)”的细胞,直到最后。
最终的细胞,在底部坐标轴上标有ZDC/GFP。如果细胞具有高水平的ZDC,它们就是一种特定类型的免疫细胞,称为“树突状细胞 (dendritic cell)”。如果它们的ZDC水平较低(在左边),它们就是另一种非树突状细胞的免疫细胞,称为“单核细胞 (monocyte)”。这里的关键信息是,的脂肪含有免疫细胞,其中一个亚群是树突状细胞。
树突状细胞与炎症
那么,这为什么重要呢?
正在讨论炎症,而炎症在很大程度上依赖于这些细胞亚群。这些树突状细胞是所谓的“抗原呈递细胞 (antigen presenting cells)”,意味着它们会字面意义上“呈递”或激活其余的免疫细胞,使其更具促炎性。它们会开始释放导致免疫系统更具攻击性的分子,称为“细胞因子 (cytokines)”,它们会物理性地激活更特化的免疫细胞。但如果在没有感染或不需要免疫系统活跃的情况下,显然不希望发生这种情况。请记住这一点:不必要的炎症是有害的,而树突状细胞在诱导炎症中起着关键作用。
β-连环蛋白在不同树突状细胞亚群中的表达
研究人员获得了这个树突状细胞群体,即使在树突状细胞内部,也存在亚群,在这种情况下是CDC1和CDC2树突状细胞。尼克展示了另一张图,显示了这两个树突状细胞亚群中的关键蛋白质。他指出,在右侧的几种不同蛋白质中,观众可能会认出其中一个,那就是β-连环蛋白。由于测量的是蛋白质水平,只需将斑点看作是越深越大,蛋白质就越多。显然,CDC1树突状细胞含有更多的β-连环蛋白,因为如果比较两者,它的斑点更深。
β-连环蛋白对炎症标志物IL-6的影响
现在对β-连环蛋白有了初步了解,但这如何转化为炎症呢?
尼克提到一个常见的炎症标志物,白细胞介素-6(IL-6)。他提醒,免疫细胞会释放促炎因子,而IL-6就是一个常见的例子,人们甚至可以自己进行这项检测。通常IL-6越多,就表明炎症越多,这在当前语境下是坏事。
尼克展示了IL-6水平的数据图。研究人员使用了一种名为GLA的促炎刺激物。当添加了炎症刺激物时(标有加号),条形图升高,意味着IL-6增多,炎症信号增强。这对于内脏脂肪中的两种树突状细胞亚型都是如此。
然而,研究人员感兴趣的是,当刺激β-连环蛋白时会发生什么。所以他们添加了一种名为SB216763的β-连环蛋白激活剂。他开玩笑说,这个名字曾是“终结者”的备选名,但最后还是选了T-800。当SB也被添加到细胞中时,可以清楚地看到IL-6的大幅下降。请注意,它只在CDC1树突状细胞中才真正具有显著效果。这很有道理,因为知道它含有更多的β-连环蛋白。
所以这里的关键信息是,在内脏脂肪中发现的某些树突状细胞,其β-连环蛋白水平较高,而激活这种蛋白质会显著降低这些细胞的炎症状况,至少通过这项测量是如此。
内脏脂肪通过Wnt通路调控β-连环蛋白
看到了β-连环蛋白、免疫细胞和炎症之间的联系。但尼克曾说过内脏脂肪控制着这些免疫细胞,但他们还没有证明具体是如何控制的。研究人员获取了类似的内脏脂肪样本,测量了已知能激活β-连环蛋白的蛋白质,即所谓的“Wnt通路 (Wnt pathway)”,具体来说,蛋白质的名称是Wnt10。
尼克表示不会用数据让观众感到厌烦,但他指出,研究显示内脏脂肪组织释放的Wnt大幅增加。当他们将Wnt应用于树突状细胞时,其效果与β-连环蛋白特异性激活剂相当,这进一步证实了β-连环蛋白是由Wnt激活的观点。这就是内脏脂肪减少炎症的方式。
内脏脂肪减少炎症?—— 一个悖论
尼克在此提出了一个看似矛盾的问题:“内脏脂肪减少炎症?这跟之前告诉我的不一样。”他承认这是真的。但仅仅因为看到Wnt确实降低了炎症状况,不意味着内脏脂肪会持续释放Wnt。而这,正是的营养发挥作用的地方,因为它可以增加或减少脂肪组织释放的Wnt,从而间接影响β-连环蛋白。
西方饮食对Wnt和β-连环蛋白的负面影响
研究人员在小鼠中测试了这一点,他们只是改变了小鼠的饮食,然后测量了一系列不同的Wnt蛋白。数据显示,与正常饮食相比,某种饮食导致了Wnt水平的显著降低,而降低的正是他们之前研究的Wnt10蛋白。此外,如果比较正常饮食(称为CHOW)和另一种饮食(WD)下,同一种CDC1树突状细胞中β-连环蛋白的水平,可以看到β-连环蛋白的减少。
这里的关键信息是,饮食可以减少内脏脂肪组织释放的Wnt,且饮食可以降低这种抗炎蛋白β-连环蛋白的水平。
那么,WD是什么?WD代表“西方饮食 (Western Diet)”,或者更具体地说,是一种富含糖、饱和脂肪和热量的饮食。所以,根据这些数据,被归类为西方饮食的不良饮食,通过内脏脂肪增加了促炎状态的可能性。
从动物研究到人类应用的思考
尼克坦诚,虽然他很想告诉观众有强有力的研究表明β-连环蛋白、Wnt和慢性病之间存在联系,但他不能。关于β-连环蛋白的人体研究很少,而且往往不关注感兴趣的结果。此外,一些研究显示增加,一些显示减少,因为研究之间存在很多差异。所以,目前几乎没有好的研究将β-连环蛋白和来自内脏脂肪的炎症联系起来。
然而,有大量的研究显示,在人类中,内脏脂肪和炎症之间存在强烈的联系。所以,虽然无法证实更精细的细节,但总体的观点似乎相当有力:内脏脂肪可以促成一个促炎的免疫状况,而这反过来又与更差的健康状况有关。
内脏脂肪组织可以改变其释放的Wnt蛋白量,Wnt蛋白会与称为树突状细胞的特定免疫细胞结合。这些树突状细胞一旦被Wnt结合,就会有更活跃的β-连环蛋白,从而减少像白细胞介素-6这样的促炎分子的产生,以及其他抗炎益处。典型的西方饮食会减少内脏脂肪释放Wnt,导致β-连环蛋白减少,增加炎症,这与更大的疾病风险相符。
因此,可以专注于以下几件事来维持较高的β-连环蛋白水平:
所有这些都构成了西方饮食及其刚刚讨论过的负面效应。
A Protein is Protecting You from Chronic Disease—And You’re Shutting It Off Eating THIS Way! (iZS4z15IrHE)
Edit:2025.10.16
首先要提出一个问题:你听说过一种名为 β- 连环蛋白(betain,结合后续内容及生物学常识,此处应为 β-catenin,即 β- 连环蛋白)的蛋白质吗?
要是你没听过,这也很正常。因为 β- 连环蛋白在细胞生物学和人体生理学领域是备受关注的研究对象,但在临床医学界却并不常见。不过,现有研究有力地表明,它在控制全身炎症反应方面发挥着重要作用。而这种炎症,恰好与糖尿病、肥胖症、心血管疾病、癌症等多种疾病存在关联。更关键的一点是,你的饮食习惯会严重降低体内 β- 连环蛋白的水平,进而导致炎症反应加剧,患病风险也随之升高。所以,接下来要探讨的内容包括:β- 连环蛋白有什么作用、它为何重要(即便你可能从未听说过它),以及如何维持体内 β- 连环蛋白的高水平。
其实,这一切要从人体脂肪说起,具体来讲是一种名为内脏脂肪的脂肪类型。内脏脂肪包裹在器官周围,并且存在于器官内部,人们已经知道它与炎症密切相关。但鉴于内脏脂肪对健康存在危害,它具体是如何导致全身炎症的,一直是研究领域的重点课题,后续还会再次提及这一点。
在这项相关研究中,研究人员发现了内脏脂肪调控免疫细胞的机制,甚至还展示了如何通过控制内脏脂肪,来阻止其通过调控免疫细胞引发促炎状态。研究人员的具体做法是:提取内脏脂肪样本,然后分离出内脏脂肪中的细胞。他们借助一种名为荧光激活细胞分选术(fax,正确表述为 FACS,即 fluorescent activated cell sorting)的研究技术来实现这一分离过程。从本质上来说,这种技术通过细胞表面的特定特征来识别细胞,就像我们通过观察人的面部特征来辨认认识的人一样。
这里可以看到相关的数据图表,可能看起来比较复杂,但实际上理解起来并不难。你只需放松视线,关注每个方格中颜色的分布位置即可。在最左侧的图表中,研究人员正在分离内脏脂肪的特定区域;随着图表从左向右推进,他们的筛选精度越来越高,就像用更细密的梳子梳理一样,逐步去除脂肪细胞和其他被称为基质细胞(stromal cells)的细胞,最终得到目标细胞。在最右侧的图表中,横轴显示为 ZDC GFP 阳性的细胞就是目标细胞。如果细胞中 ZDC 含量较高,那么这种细胞就是一种特定类型的免疫细胞,叫做树突状细胞;如果细胞中 ZDC 含量较低(图表左侧部分),那么这种细胞则是另一种非树突状细胞的免疫细胞,叫做单核细胞(monocy,完整表述为 monocyte)。从这部分研究能得出的关键结论是:人体脂肪中含有免疫细胞,而树突状细胞是这些免疫细胞中的一个亚群。
既然如此,这一点为什么重要呢?因为我们正在讨论的炎症,在很大程度上依赖于这些细胞亚群。这些树突状细胞被称为抗原呈递细胞,也就是说,它们实际上能够激活其他免疫细胞,使其更具促炎性。树突状细胞会释放一些分子,这些分子能让免疫系统处于更活跃的状态,这类分子被称为细胞因子(cytoines,正确拼写为 cytokines);同时,树突状细胞还能通过直接作用激活更多特化的免疫细胞。但很明显,如果体内没有感染,或者不需要免疫系统处于活跃状态,我们肯定不希望出现这样的情况。所以要记住:不必要的炎症是有害的,而树突状细胞在引发炎症方面起着关键作用。
研究人员发现,树突状细胞群体中还存在亚群,在本研究中具体是 CDC1 和 CDC2 两种树突状细胞亚群。这里展示的是这两种树突状细胞亚群中的关键蛋白质,注意观察图表顶部的标注,图表右侧列出了几种不同的蛋白质,其中有一种你可能会有印象,没错,就是 β- 连环蛋白。由于我们测量的是蛋白质水平,所以简单理解就是:斑点颜色越深、面积越大,说明该区域的蛋白质含量越高。通过对比可以明显看出,CDC1 树突状细胞中 β- 连环蛋白的含量要高得多,因为对比两种细胞的斑点,CDC1 树突状细胞对应的斑点颜色更深。
现在我们已经初步了解了 β- 连环蛋白,那它与炎症之间的关联是怎样的呢?炎症存在一种常见的标志物。还记得之前提到过,像树突状细胞这样的免疫细胞会释放不同的促炎因子,也就是细胞因子吗?其中一种常见的促炎因子叫做白细胞介素 - 6(interlucan 6,正确表述为 interleukin-6),简称 IL-6。实际上,你至少可以通过检测全身水平来了解自己体内 IL-6 的含量。通常情况下,IL-6 含量越高,就表明炎症反应越严重,在当前研究背景下,这显然是不利的。
这里展示的是 IL-6 的水平数据,不用过于纠结所有细节。研究人员在这里使用了一种促炎刺激物,名为 GLA(具体物质需结合更多研究背景确定)。所以在图表中,有时会看到带有 “+” 号的标记,这就表示研究人员在该组样本中添加了这种炎症刺激物。如果柱状图的高度上升,就意味着 IL-6 的含量增加,也就表明炎症信号增强。从图表中可以看到,内脏脂肪中的这两种树突状细胞亚群(对应图表中特定位置)在添加 GLA 后,都出现了这样的情况。不过,研究人员更想弄清楚的是,当激活 β- 连环蛋白后会发生什么。
于是,研究人员添加了一种 β- 连环蛋白激活剂,名为 SB216763。有意思的是,这种分子差点被命名为 “终结者”(Terminator),但最终研究人员选择了 T800 这个名字,因为 SB216763 更早被命名,相当于 “抢占” 了命名先机。当将 SB216763 也添加到细胞样本中时,能清楚地看到 IL-6 的含量大幅下降。而且需要注意的是,这种效果在 CDC1 树突状细胞中尤为显著。考虑到我们已经知道 CDC1 树突状细胞中含有更多的 β- 连环蛋白,这一结果就很容易理解了。所以,这部分研究得出的关键结论是:在内脏脂肪中发现的某些树突状细胞(如 CDC1 树突状细胞)含有更高水平的 β- 连环蛋白这种蛋白质,而激活这种蛋白质,至少通过 IL-6 这一衡量标准来看,能显著降低这些细胞的炎症特征。并且,研究人员通过其他衡量标准也验证了这些结果,这里就不逐一展开了。
现在我们已经了解了 β- 连环蛋白、免疫细胞与炎症之间的关联,但之前提到过内脏脂肪会调控这些免疫细胞,目前还没有确切证明其具体调控方式。研究人员提取了类似的内脏脂肪样本,然后检测了已知能激活 β- 连环蛋白的蛋白质,这些蛋白质属于 Wnt 信号通路(Wint pathway,正确表述为 Wnt pathway)。具体来说,这种蛋白质名为 Wnt10(Wint 10,正确表述为 Wnt10)。这里不会过多赘述相关数据细节,但研究结果显示,内脏脂肪组织释放的 Wnt 蛋白量有显著增加。当研究人员将 Wnt 蛋白作用于树突状细胞时,观察到的实验条件与之前测量 IL-6 时相同,仍然是添加 GLA 这种炎症分子和 SB 这种 β- 连环蛋白激活剂,同时他们还添加了 Wnt10 蛋白。从结果中能清楚地看到,促炎性信号分子 IL-6 的含量大幅降低。不仅如此,Wnt10 蛋白产生的效果与 β- 连环蛋白特异性激活剂产生的效果相当,这进一步证实了 β- 连环蛋白是由 Wnt 信号通路激活的这一观点,同时也揭示了内脏脂肪降低炎症的具体机制。
听到这里,你可能会产生疑问:内脏脂肪还能降低炎症?这和之前所说的内容似乎不一致。确实,从研究结果来看,Wnt 蛋白确实能降低炎症特征,但这并不意味着内脏脂肪会持续释放 Wnt 蛋白。而你的饮食习惯在这一过程中就起到了重要作用,因为饮食会增加或减少脂肪组织释放的 Wnt 蛋白量,进而间接影响 β- 连环蛋白的水平。
在深入探讨饮食的影响之前,需要说明的是,关于 β- 连环蛋白还有很多内容没有涉及,比如它在免疫系统中的其他独特作用。此外,还有另一种具有类似益处但作用机制不同的重要蛋白质,它也会受到不同生活习惯的显著影响。同时,还有更多针对性的方法可以改善树突状细胞的抗炎效果,相关内容还有很多。不过由于篇幅限制,这些内容会在当前视频的扩展版本中进行讲解,而该扩展版本属于 Physionic Insiders(一个专业研究平台)的专属内容,这也是 “我” 的付费研究平台。如果你加入该平台,还能获得很多其他资源,就像当前屏幕上展示的那样,包括播客、与 “我” 的直播交流等。如果感兴趣,可以查看描述栏中的链接(注:此处为广告内容,已按要求处理,不展开具体推广)。
回到核心问题:为什么内脏脂肪会减少 Wnt 蛋白的释放,从而降低 β- 连环蛋白的水平,进而引发促炎状态呢?研究人员在小鼠身上进行了相关实验,他们只是改变了小鼠的饮食,然后检测了多种 Wnt 蛋白的水平(如图表所示)。图表中的横线代表正常的 Wnt 蛋白水平,如果某些组的检测值低于这条横线,就表明该饮食方案导致 Wnt 蛋白水平显著降低。虽然从图表上看,有些组的 Wnt 蛋白水平似乎有所下降,但只有我们之前关注的那种 Wnt 蛋白 ——Wnt10,其水平下降具有统计学显著性。
此外,如果观察在正常饮食(名为 CIA,具体饮食构成需结合研究背景确定)和另一种饮食(名为 WD)条件下,β- 连环蛋白的水平变化,你能猜到 WD 代表什么吗?通过对比这两种饮食条件下,CDC1 树突状细胞中 β- 连环蛋白的水平,会发现 WD 饮食组的 β- 连环蛋白水平有所降低。所以,这部分研究得出的关键结论是:饮食会减少内脏脂肪组织释放的 Wnt 蛋白量,同时饮食也会降低 β- 连环蛋白这种抗炎蛋白质的水平。
那么 WD 到底代表什么呢?考虑到该研究的机制性质,这一结果是否适用于人类呢?又该采取哪些措施来促进 Wnt 信号通路的激活,提高 β- 连环蛋白的水平呢?对于没有猜到 WD 含义的人,这里给出答案:WD 代表西方饮食(western diet),更具体地说,是一种高糖、高饱和脂肪且高热量的饮食。根据这些研究数据,像西方饮食这样的不良饮食,会增加内脏脂肪引发促炎状态的可能性。
虽然很想告诉大家,有充分的研究表明 β- 连环蛋白、Wnt 信号通路与慢性疾病之间存在关联,但目前确实无法这样说。关于 β- 连环蛋白的人体研究数量较少,而且这些研究往往没有关注我们所关心的健康结局。此外,部分研究显示 β- 连环蛋白水平升高,部分研究则显示其水平降低,这是因为不同研究之间存在诸多差异。因此,目前尚无充分的优质研究证实内脏脂肪中的 β- 连环蛋白与炎症之间存在关联。
不过,有大量研究表明,在人类体内,内脏脂肪与炎症之间存在密切关联。所以,尽管我们无法确认所有细节,但总体结论是明确的:内脏脂肪会导致免疫系统呈现促炎特征,而这种促炎特征又与健康状况恶化相关。
既然如此,我们该如何提高 β- 连环蛋白的水平,减少促炎状态呢?首先简要提一个有趣的知识点:关于 β- 连环蛋白,其实可以编出很多有趣的 “段子”。因为 β- 连环蛋白是由 Wnt 蛋白激活的,而 Wnt 蛋白会与一种名为 “卷曲蛋白”(Frizled)的受体结合。没错,“卷曲蛋白”(Frizled)的发音和《神奇校车》里的弗里斯小姐(Miss Frizzle)很像。更有趣的是,“卷曲蛋白” 会激活另一种名为 “散乱蛋白”(disheveled)的蛋白质。“我” 觉得这些名字非常有趣,试想一下,“卷曲蛋白” 和 “散乱蛋白” 通过保护 β- 连环蛋白来帮助你抵抗炎症,这听起来就像周一早上还没喝咖啡、状态不佳(frizzled and disheveled,意为 “混乱的、凌乱的”)的父母在照顾孩子一样,非常有意思。
言归正传,总结一下前面的内容,并给出一些切实可行的建议。通过研究我们了解到:内脏脂肪组织会改变其释放的 Wnt 蛋白量,而 Wnt 蛋白会与特定的免疫细胞 —— 树突状细胞结合。树突状细胞与 Wnt 蛋白结合后,其内部活性 β- 连环蛋白的含量会增加,这会减少促炎分子(如白细胞介素 - 6)的产生,同时还能带来其他抗炎益处。而典型的西方饮食会减少内脏脂肪释放的 Wnt 蛋白量,导致 β- 连环蛋白水平降低,炎症反应加剧,进而增加患病风险。
基于以上结论,有以下几点建议可以帮助维持较高的 β- 连环蛋白水平:第一,多吃饱腹感强的天然食物。这对于避免过量摄入热量会有很大帮助。第二,减少超加工食品的摄入。超加工食品会产生与天然食物相反的效果,不利于维持 β- 连环蛋白水平和控制炎症。第三,减少每周外出就餐的次数。大多数餐厅的食物热量密度都很高,长期频繁外出就餐容易导致热量摄入超标,增加西方饮食相关的健康风险。第四,减少或避免摄入高热量饮品,如含糖饮料,汽水就是一个典型例子。
以上这些建议所针对的,都是导致西方饮食相关负面影响的因素。此外,还有很多能显著减少内脏脂肪的方法,以及关于内脏脂肪的一些细节知识,这些内容会在其他相关讲解中进行介绍(如 “我” 会在 “那里” 与你进一步探讨,此处为内容过渡,指其他相关内容板块)。感谢大家的观看。
Edit:2025.10.16