综述：脂肪组织与疾病进展间的机械相互作用

　　本综述系统探讨了脂肪组织与疾病（癌症、骨缺陷及心脏病变）间双向的机械相互作用机制。作者强调脂肪细胞通过分泌细胞因子（如IL-6、CCL7）和沉积细胞外基质（ECM）成分改变组织机械微环境（如刚度、流体压力），而机械信号（如基质刚度、压缩应力）又可调控脂肪细胞分化（如抑制PPARγ介导的脂肪生成）并诱导去分化（通过Wnt/β-catenin通路）。文章提出结合机械疗法与肥胖管理（如靶向Piezo离子通道或使用GLP-1RAs）可能为相关疾病治疗提供新策略。

　　

脂肪组织作为人体重要的机械敏感和机械响应器官，持续承受日常生活中的拉伸、压缩及剪切应力。近年来研究表明，其与疾病进展间存在复杂的机械相互作用，形成恶性循环推动病理过程。

脂肪组织对疾病进展的影响

脂肪组织可分为白色脂肪组织（WAT）、棕色/米色脂肪组织及基质血管部分（SVF）。WAT不仅能储存能量，还是重要的内分泌器官，分泌脂联素、瘦素等脂肪因子。肥胖时，肥大的脂肪细胞和免疫细胞共同促发慢性炎症，分泌异常脂肪因子（如IL-6、TNF-α），增加癌症、心血管病及骨病风险。例如，在癌症中，脂肪细胞通过分泌CCL7趋化因子促进前列腺癌细胞迁移；IL-6诱导癌细胞PD-L1过表达，帮助其逃避免疫监视。 crown-like structures (CLS) 作为巨噬细胞浸润的炎症标志，与乳腺癌、口腔癌患者的不良预后相关。

在骨微环境中，骨髓脂肪组织（BMAT）与骨质疏松及骨关节炎（OA）密切相关。BMAT与成骨细胞共同来源于间充质干细胞（MSC），骨质疏松时MSC向成脂分化增强，成骨分化受抑，导致骨形成减少。肥胖亦通过机械超载（如膝关节异常负荷）和代谢途径（如释放IL-1β、TNF-α）加剧OA。

心脏疾病中，心外膜脂肪组织（EAT）和血管周围脂肪组织（PVAT）通过旁分泌作用调节血管功能。肥胖时，PVAT血管舒张功能减弱，促炎脂肪因子分泌增加，促进动脉粥样硬化及心肌纤维化。

疾病中的机械信号特征

组织机械微环境的变化主要体现在四个方面：固体应力、间质液压力（IFP）、ECM机械特性及ECM微观结构。固体应力源于细胞增殖或ECM收缩，可压缩脂肪细胞引发炎症；IFP包括静水压、渗透压及剪切力，影响细胞分化和迁移；ECM刚度、粘弹性及可塑性等物理特性直接调控细胞行为（如MSC向成脂或成骨分化）；ECM的孔径、拓扑结构则影响分子扩散及细胞形态。

研究这些特性需借助生物材料。例如，聚乙二醇（PEG）和明胶-甲基丙烯酰（GelMA）水凝胶可模拟不同刚度基质；脱细胞ECM（dECM）保留天然生物活性，用于研究肥胖与瘦来源脂肪细胞对微环境的影响。

脂肪与疾病的机械互作

在癌症中，脂肪细胞与肿瘤细胞形成恶性循环。肥胖来源脂肪干细胞（ADSC）产生更僵硬、富含胶原VI的ECM，激活NG2-EGFR信号促进乳腺癌侵袭；肿瘤细胞则通过可溶性因子抑制ADSC成脂分化，诱导其向促纤维表型转化，加剧基质硬化。机械应力（如压缩）通过Wnt/β-catenin通路诱导脂肪细胞去分化，获得干细胞特性，进而促进肿瘤生长。

骨疾病中，机械负荷调控骨髓内脂肪生成。卸载（如长期卧床、微重力）增加BMAT积累，上调PPARγ、C/EBPα等成脂基因；而运动或流体剪切力（如脉冲流体流）抑制成脂分化，促进MSC向成骨（通过RUNX2、骨钙素）或成软骨（通过SOX-9）分化。压缩应力还可激活钙信号通路，诱导软骨形成。

心脏病变中，机械信号异常驱动疾病进展。致心律失常性右心室心肌病（ARVC）患者因桥粒蛋白突变，心肌细胞机械完整性受损，被纤维脂肪组织替代；减弱的心肌应力通过抑制Wnt/β-catenin和YAP信号，促进心脏前体细胞成脂分化。心肌纤维化时ECM僵硬化，诱导脂肪细胞功能障碍（如异位脂质沉积、炎症因子分泌），进一步通过TGF-β1等因子加剧纤维化。

肝胰腺疾病同样受ECM机械特性影响。非酒精性脂肪肝（NAFLD）中，肝细胞脂质积累并上调成脂标志物（如PPARγ、aP2），胶原沉积通过整合素信号加剧胰岛素抵抗；糖尿病胰岛中ECM过度沉积（如胶原、层粘连蛋白、透明质酸），破坏胰岛结构及内分泌功能。

未来展望

基于生物材料的共培养模型（如3D生物打印）能更真实模拟脂肪与癌、骨、心肌细胞的相互作用，有助于深入探索机械信号通路。治疗上，靶向机械传感通道（如Piezo、TRP抑制剂）联合肥胖治疗（如二甲双胍、SGLT2抑制剂、GLP-1RAs）显示出协同潜力。生物材料药物递送系统（如多层壳纳米材料）可实现时序释放机械治疗剂和代谢药物，精准打破脂肪-疾病恶性循环。

结论

脂肪组织与疾病进展间通过机械相互作用形成反馈环路，靶向这一循环有望为癌症、骨病及心脏病的治疗提供新途径。未来需开发更仿生的研究模型，并探索机械疗法与代谢管理的联合策略。