研究结果可能有助于解释高脂肪饮食是如何引发炎症的，炎症可能导致肥胖个体产生胰岛素抵抗、2型糖尿病和其他并发症。被称为单核细胞的炎症免疫细胞侵入脂肪组织是肥胖的标志，但导致这种有害现象的原因尚不清楚。骨髓中产生包括单核细胞在内的许多免疫细胞，对环境变化非常敏感。科学家们已经证明，骨髓中的脂肪细胞会在高脂肪饮食的作用下迅速膨胀。
“我们想知道骨髓组织是否是对高脂肪饮食的早期反应者，这可能是肥胖中观察到的炎症的前兆，”资深作者、SickKids细胞生物学高级科学家、加拿大多伦多大学儿科、生物化学和生理学教授Amira Klip说。“高脂饮食引起的骨髓变化是否会导致炎症单核细胞的产生，从而侵入肥胖人群的脂肪组织?”
Amira Klip和他的同事们发现，喂食高脂肪食物的小鼠在三周内开始经历全身和骨髓的代谢紊乱。骨髓中的脂肪细胞增殖并呈现出白色脂肪细胞的特征。骨髓细胞中的单核细胞也发生了代谢变化——它们用更少的氧气将糖分解为能量，乳酸在细胞和周围液体中积聚。研究小组还发现，将糖分解为能量的细胞工厂线粒体在单核细胞内分裂成碎片，效率下降。线粒体碎裂的过程与胰岛素抵抗有关。
几周后，骨髓中单核细胞的数量发生了变化，包括一种名为Ly6Clow的单核细胞的减少，到一种名为Ly6Chigh的单核细胞的增加。Ly6Chigh是一种侵入肥胖人群脂肪组织的单核细胞。骨髓中Ly6Chigh单核细胞的积累开始于单核细胞在身体其他部位的脂肪组织中形成炎性巨噬细胞之前——单核细胞的成熟形式。
“这些结果表明，高脂肪饮食可以导致骨髓脂肪细胞的重构，破坏单核细胞的正常平衡，并可能随后导致侵入性Ly6Chigh单核细胞溢出到体内，”Klip继续说。
研究小组进一步证明，白色脂肪组织可以刺激这些变化，实验使用的是高脂肪饮食小鼠的细胞样本。他们还发现，瘦人体内更丰富的棕色脂肪组织可以导致非侵入性Ly6Clow单核细胞的转变。
“我们的研究揭示了高脂肪饮食是如何引发涉及骨髓的体内炎症级联反应的，”Klip总结道。“需要更多的研究来进一步了解这一过程，并找出是否有方法来防止或逆转这一过程。了解骨髓是否也是人类肥胖的早期反应者也很重要。了解更多信息可能会带来治疗肥胖和预防糖尿病等并发症的新疗法。”