超声引导下锁骨上棕色脂肪活检新技术：为人类代谢疾病研究开辟新途径

《Scientific Reports》：An ultrasound-guided biopsy technique for obtaining supraclavicular brown fat biopsies and preadipocytes

　　本研究针对人类棕色脂肪组织(BAT)研究中的活检难题，开发了一种超声引导的微创活检技术。研究人员通过18G活检针成功获取锁骨上脂肪样本，建立了RNA提取和前体细胞分离方案，证实了从微量组织中获取足量RNA进行qPCR分析及分离具有分化潜能脂肪祖细胞的可行性。尽管成功率有待提高，该技术为开展人类BAT临床干预研究提供了重要方法学基础。

　　

在成人人体内，棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT)的发现为肥胖和相关代谢疾病的治疗带来了新的希望。这种特殊的脂肪组织能够通过产热作用消耗葡萄糖和脂肪酸，就像人体内一个天然的"燃脂炉"。然而，深入研究人类BAT的分子机制却面临巨大挑战——其主要位于锁骨上区域等复杂解剖位置，周围布满重要血管、神经和肌肉组织，使得传统活检方法风险极高。

目前大多数关于BAT的研究都是在啮齿类动物中进行的，但越来越多的证据表明人类BAT存在物种特异性。例如，最新研究发现人类BAT主要通过β₂-肾上腺素能受体而非啮齿类中主要的β₃受体被激活，还发现了人类特有的长链非编码RNA调控线粒体活性机制。这些差异凸显了直接研究人类BAT的迫切性。

以往的研究多依赖甲状腺手术中偶然获取的样本，但这些样本只能代表非激活状态的BAT。而BAT只有在交感神经激活时才会发挥其代谢功能，这就好比我们只能研究"休眠"状态的细胞，而无法观察其"工作"时的真实面貌。因此，开发一种安全、微创且适用于干预研究的人类BAT活检方法成为该领域的关键瓶颈。

在这项发表于《Scientific Reports》的研究中，丹麦研究团队迈出了重要一步。他们开发了一种超声引导的微创活检技术，专门用于获取人类锁骨上区域的棕色脂肪样本。这项创新技术不仅能够收集微量组织样本，还建立了相应的RNA提取和脂肪前体细胞分离方案，为未来开展人类BAT的临床干预研究奠定了基础。

研究团队采用的主要技术方法包括：超声引导下的组织活检技术，使用18G半自动活检针进行锁骨上区域采样；基于RNeasy Micro Kit的微量RNA提取方案，优化后适用于极少量组织样本；TaqMan预扩增结合qPCR的基因表达分析技术，能够检测低丰度mRNA表达；以及改良的原代脂肪前体细胞分离培养方案，专门针对微量活检样本进行优化。研究对象为27名18-45岁健康志愿者，通过严格的纳入排除标准筛选获得。

研究结果充分展示了这一新技术的可行性和局限性：

研究参与者

研究共纳入27名健康志愿者（11名女性，8名男性用于组织分析；4名女性，6名男性用于细胞培养），年龄中位数24.5-26.3岁，BMI中位数23.5-26.2 kg/m²。所有参与者均经过严格筛选，确保无代谢性疾病和其他慢性疾病。值得注意的是，研究中未进行PET-CT扫描或冷暴露预处理，研究者预期部分样本可能不含有BAT，这反映了真实研究场景中的挑战。

活检方法适用性和不良事件

超声引导活检技术由经验丰富的放射科医生（>20年介入超声经验）操作，使用高频线性探头（ML6-15）定位锁骨上脂肪组织。该区域界定为锁骨下缘、胸锁乳突肌前缘和斜方肌前缘之间的解剖学标志内。研究中有三名参与者因该区域脂肪量不足而被排除，凸显了个体差异对技术适用性的影响。尽管使用了较小的18G活检针，研究中仍发生一例气胸严重不良事件，需要住院引流治疗，这凸显了锁骨上区域活检的技术风险和复杂性。

小脂肪组织活检中mRNA特征评估

RNA提取成功率较高，19对活检样本中仅1个样本未能成功提取RNA。管家基因PPIA的Ct值在皮下和锁骨上脂肪中分别为27.4±1.2和28.1±1.3，表明提取的RNA质量满足分析要求。对经典BAT标志物的分析显示，TBX1在锁骨上脂肪中的表达比皮下脂肪高55倍（p<0.01），成为最显著的BAT标志物。RXRG也显示7倍上调（p<0.05）。出乎意料的是，经典棕色脂肪标志物CIDEA在皮下脂肪中的表达反而高于锁骨上区域。UCP1在更多锁骨上样本中可检测到（5个 vs 2个），但无统计学显著性。白色脂肪标志物LEP在皮下脂肪中表达显著更高（7.4倍，p<0.001）。性别分层分析发现女性TBX1和LEP表达更高，与已知的女性BAT活性较高现象一致。

脂肪形成能力和产热潜能的体外评估

从10对活检样本中成功分离出前体细胞的仅有8个（4个皮下，4个锁骨上），而其中只有3个（2个皮下，1个锁骨上）能够分化成熟为脂肪细胞。尽管所有培养物均能扩增至100%融合，但分化能力有限。对前体细胞标志物（ID1、ID3、POSTN、CD44、ICAM1）的分析证实了前体细胞的成功分离。在完全分化的细胞中，不同部位或去甲肾上腺素刺激后产热基因表达无统计学差异，但个别培养物显示UCP1和PPARGC1A mRNA可被诱导表达，提示其BAT特性。

研究讨论部分坦诚指出了技术的当前局限性和改进方向。锁骨上区域活检固有的风险（出血、感染、神经损伤、气胸）需要高度重视。RNA提取虽然总体成功，但关键BAT标志物表达低可能反映样本中真正BAT组织含量不足、扩增效率低或RNA产量欠佳。前体细胞分离和分化成功率低可能与样本量小、细胞培养方案需要进一步优化有关。

研究者提出了多项改进策略：受试者选择方面，建议通过PET-CT结合冷暴露预筛选确认BAT存在，提高取样准确性；实验技术方面，可尝试更温和的组织裂解方法、采用单细胞技术替代预扩增策略、优化微量活检的前体细胞培养条件等。

本研究的意义在于首次系统验证了超声引导微创活检技术用于人类锁骨上脂肪研究的可行性，为未来开展冷却、运动干预、不同餐后状态等临床研究奠定了方法学基础。虽然目前成功率有限，但这一"概念验证"研究开辟了直接研究人类激活状态BAT的新途径，有望推动代谢疾病研究从动物模型向人类临床研究的转变。

该技术未来经过优化后，将使研究人员能够在不同代谢疾病状态下及各种干预措施后直接研究人类BAT的生物学特性，从而加速针对肥胖和糖尿病的新型治疗策略开发。正如研究者所言，这项工作是"通向研究和获取人类BAT新改进方法的第一步"，虽然道路尚长，但方向已经明确。