七鳃鳗细胞图谱研究揭示 Natterin 蛋白在脂肪棕构化中的作用
由 刘心（华大研究院 / XinLab）、范广益（华大研究院）、李庆伟（辽宁师范大学）和庞越（辽宁师范大学）共同通讯的研究论文发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。该研究构建了七鳃鳗（Lethenteron reissneri）的首个全面单细胞图谱，为脊椎动物演化提供了深刻见解，并发现了一种免疫蛋白 Natterin 在调节脂肪代谢中的全新功能。
为什么选择七鳃鳗？
七鳃鳗是古老的无颌脊椎动物，在演化地位上处于无脊椎动物向有颌脊椎动物过渡的关键节点。理解它们的细胞组成是破解脊椎动物演化奥秘的关键，但此前缺乏详细的多器官细胞图谱一直是该领域的主要障碍。
构建图谱：单细胞的力量
在 XinLab 的重要贡献下，研究团队生成了大规模的单细胞和单细胞核转录组图谱：
- 覆盖范围： 涵盖了七鳃鳗幼体的 14 个不同组织。
- 数据规模： 成功解析了 约 604,460 个细胞/细胞核。
- 分辨率： 鉴定出 70 种不同的细胞类型。
这一图谱为研究七鳃鳗的细胞多样性提供了前所未有的高分辨率地图。
核心发现与见解
- 脊椎动物演化：
- 跨物种比较显示，大多数七鳃鳗细胞类型在有颌脊椎动物（如小鼠和人类）中都能找到同源对应物，揭示了它们共同的祖先起源。
- 尽管七鳃鳗缺乏明显的胰腺器官，但其肠道内存在类胰岛和类腺泡细胞，这暗示了胰腺功能的演化起源。
- 七鳃鳗的免疫系统：
- 图谱刻画了多样化的免疫细胞群体，包括与 T/B 细胞同源的 VLR 细胞以及独特的粒细胞亚型。
- Natterin 蛋白在代谢中的新角色：
- 研究发现免疫蛋白 Natterin 在七鳃鳗粒细胞中高表达，并定位在脂滴上。
- 关键发现：在转基因小鼠模型中表达七鳃鳗 Natterin 蛋白，会导致白色脂肪组织（WAT）发生“棕构化”——即把储存脂肪的细胞转变为能够活跃代谢、产热的细胞。
- 这种由 Natterin 诱导的棕构化增加了产热，并导致肥胖小鼠显著减肥。在有效剂量下，其减肥效果与药物奥利司他（Orlistat）相当，且未观察到明显的短期或长期毒性。
- 作用机制： 研究表明 Natterin 与 转铁蛋白受体（TFR1） 相互作用，可能介导了白色脂肪细胞中的铁积累，从而触发脂质分解、线粒体增殖，最终实现脂肪棕构化。
意义与未来方向
这项由 XinLab 共同领导的研究为演化生物学和比较基因组学提供了至关重要的资源。它显著推进了我们对脊椎动物细胞起源和七鳃鳗免疫系统的理解。此外，发现 Natterin 对脂肪棕构化的强大作用，为探索针对肥胖和代谢疾病的新型治疗策略开辟了令人兴奋的方向。
参考文献： Pang, Y., Qin, Y., Du, Z. et al. Single-cell transcriptome atlas of lamprey exploring Natterin-induced white adipose tissue browning. Nat Commun 16, 752 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56153-w
数据获取： 数据可通过国家基因库生命大数据平台（CNGBdb）的 CNP0005120 和 NCBI BioProject PRJNA1194219 获取。交互式可视化门户请访问：https://db.cngb.org/search/project/CNP0005120/。