Es ist kein Geheimnis, dass sich unsere Taille im mittleren Alter oft vergrößert, aber das Problem ist nicht nur kosmetischer Natur. Bauchfett beschleunigt den Alterungsprozess und verlangsamt den Stoffwechsel, was das Risiko für Diabetes, Herzprobleme und andere chronische Krankheiten erhöht. Wie genau das Alter ein Sixpack in einen weicheren Bauch verwandelt, ist jedoch unklar.
Jetzt haben präklinische Forschungsarbeiten von City of Hope®, einer der größten und fortschrittlichsten Organisationen für Krebsforschung und -behandlung in den Vereinigten Staaten und einem führenden Forschungszentrum für Diabetes und andere lebensbedrohliche Krankheiten, den zellulären Schuldigen hinter altersbedingtem Bauchfett aufgedeckt und neue Erkenntnisse darüber geliefert, warum sich unser Mittelteil im mittleren Alter verbreitert. Die in der Zeitschrift Science veröffentlichten Ergebnisse lassen auf ein neues Ziel für künftige Therapien zur Verhinderung von Bauchfett und zur Verlängerung unserer gesunden Lebensspanne schließen.
„Menschen verlieren oft Muskeln und nehmen an Körperfett zu, wenn sie älter werden – selbst wenn ihr Körpergewicht gleich bleibt“, sagte Dr. Quiong (Annabel) Wang, Ph.D., Mitautor der Studie und außerordentlicher Professor für molekulare und zelluläre Endokrinologie am Arthur Riggs Diabetes & Metabolism Research Institute von City of Hope, einer der weltweit führenden wissenschaftlichen Einrichtungen, die sich der Erforschung der Biologie und Behandlung von Diabetes widmet. „Wir haben entdeckt, dass das Altern die Ankunft eines neuen Typs von adulten Stammzellen auslöst und die massive Produktion neuer Fettzellen im Körper fördert, insbesondere im Bauchbereich.“
In Zusammenarbeit mit dem UCLA-Labor und der Mitautorin Xia Yang, Ph.D., führten die Wissenschaftler eine Reihe von Mausexperimenten durch, die später an menschlichen Zellen validiert wurden. Wang und ihre Kollegen konzentrierten sich auf das weiße Fettgewebe (WAT), das Fettgewebe, das für die altersbedingte Gewichtszunahme verantwortlich ist.
Es ist zwar bekannt, dass Fettzellen mit zunehmendem Alter größer werden, aber die Wissenschaftler vermuteten, dass sich das WAT auch durch die Produktion neuer Fettzellen vergrößert, was bedeutet, dass es möglicherweise ein unbegrenztes Wachstumspotenzial hat.
Um ihre Hypothese zu testen, konzentrierten sich die Forscher auf Adipozyten-Vorläuferzellen (APCs), eine Gruppe von Stammzellen in WAT, die sich zu Fettzellen entwickeln.
Das City of Hope-Team transplantierte zunächst APCs von jungen und älteren Mäusen in eine zweite Gruppe junger Mäuse. Die APCs der älteren Tiere erzeugten schnell eine riesige Menge an Fettzellen.
Als das Team jedoch APCs von jungen Mäusen in die älteren Mäuse transplantierte, stellten die Stammzellen nicht viele neue Fettzellen her. Die Ergebnisse bestätigten, dass ältere APCs in der Lage sind, unabhängig vom Alter ihres Wirts neue Fettzellen zu bilden.
Mithilfe der Einzelzell-RNA-Sequenzierung verglichen die Wissenschaftler anschließend die Genaktivität der APCs in jungen und älteren Mäusen. Während sie bei jungen Mäusen kaum aktiv waren, erwachten die APCs bei Mäusen mittleren Alters mit voller Wucht und begannen, neue Fettzellen zu produzieren.
„Während die Fähigkeit der meisten adulten Stammzellen, zu wachsen, mit dem Alter nachlässt, gilt für die APCs das Gegenteil – das Altern setzt die Fähigkeit dieser Zellen frei, sich zu entwickeln und auszubreiten“, so Adolfo Garcia-Ocana, Ph.D., Inhaber des Ruth B. & Robert K. Lanman Stiftungslehrstuhls für Genregulierung & Drug Discovery Research und Vorsitzender der Abteilung für molekulare & zelluläre Endokrinologie am City of Hope. „Dies ist der erste Beweis dafür, dass unsere Bäuche mit zunehmendem Alter aufgrund der hohen Produktion neuer Fettzellen durch die APCs wachsen.“
Das Altern verwandelte die APCs auch in eine neue Art von Stammzellen, die so genannten alterspezifischen Präadipozyten (CP-As). CP-A-Zellen, die im mittleren Alter entstehen, produzieren aktiv neue Fettzellen, was erklärt, warum ältere Mäuse mehr Gewicht zunehmen.
Ein Signalweg namens Leukemia Inhibitory Factor Receptor (LIFR) erwies sich als entscheidend für die Förderung der Vermehrung dieser CP-A-Zellen und ihrer Entwicklung zu Fettzellen.
„Wir entdeckten, dass der körpereigene Prozess der Fettbildung durch LIFR gesteuert wird. Während junge Mäuse dieses Signal nicht benötigen, um Fett zu bilden, ist dies bei älteren Mäusen der Fall“, erklärte Wang. „Unsere Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass LIFR eine entscheidende Rolle dabei spielt, CP-As dazu zu bringen, neue Fettzellen zu bilden und das Bauchfett bei älteren Mäusen zu vergrößern.
Mit Hilfe der Einzelzell-RNA-Sequenzierung von Proben von Menschen unterschiedlichen Alters untersuchten Wang und ihre Kollegen als nächstes APCs aus menschlichem Gewebe im Labor. Auch hier identifizierte das Team ähnliche CP-A-Zellen, deren Anzahl im Gewebe von Menschen mittleren Alters erhöht war. Ihre Entdeckung zeigt auch, dass CP-As beim Menschen eine hohe Kapazität zur Bildung neuer Fettzellen haben.
