頂級期刊《ACS NANO》報(bào)道，美國北卡羅來納大學(xué)和賓夕法尼亞大學(xué)的華人科學(xué)家與中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所聯(lián)合，發(fā)明了一種神奇的減肥貼片，貼于小鼠下腹部成功減掉30%的脂肪，去除“肥肉”顯露了“肌肉”。

肥胖，現(xiàn)在已經(jīng)成為世界性的話題，據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，自十九世紀(jì)八十年代以來，世界肥胖人數(shù)已經(jīng)翻了一倍以上。同時(shí)肥胖是一系列慢性疾病發(fā)生的危險(xiǎn)因素，比如高血壓，2型糖尿病，心血管疾病，甚至癌癥[1]。

近日 ，頂級期刊《ACS NANO》報(bào)道，美國北卡羅來納大學(xué)和賓夕法尼亞大學(xué)的華人科學(xué)家與中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所的科學(xué)家聯(lián)合，發(fā)明了一種神奇的減肥貼片，將這種貼片貼于小鼠的下腹部，成功減掉30%的小鼠脂肪，去除“肥肉”顯露了“肌肉”，達(dá)到了“想瘦哪里瘦哪里”的減肥的目的，并且小鼠的空腹血糖也有降低[2]。

顧臻教授

這種減肥貼片原理是將減肥藥物裝入納米顆粒中，再將納米顆粒放入微針，指甲蓋大小的貼片上含有幾十個(gè)微針，使用時(shí)微針插入人的皮下，直接作用于皮下脂肪，納米顆粒降解，將藥物緩緩釋放至脂肪組織中，通過藥物使皮下白色脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣静⒎纸猱a(chǎn)熱，達(dá)到減肥的目的。

傳統(tǒng)的減肥藥物多通過減少進(jìn)食或者促進(jìn)排泄發(fā)揮作用，副作用較大。脂肪轉(zhuǎn)化是近十年來新出現(xiàn)的減肥研究靶點(diǎn)，它是通過將人體內(nèi)儲存甘油三酯的白色脂肪轉(zhuǎn)化為產(chǎn)熱的棕色脂肪或“類棕色脂肪”-米色脂肪發(fā)揮作用[3]。但是，就像這次發(fā)明的合作者李強(qiáng)說的那樣，“現(xiàn)有的脂肪轉(zhuǎn)化的藥物多通過口服或靜脈注射應(yīng)用，可能會(huì)引起腹部不適，反彈（減重后體重又回升），骨折等副作用”。這種新式的減肥貼可能會(huì)通過直接作用于皮下脂肪，避免這些副作用的產(chǎn)生。

微針貼片的作用原理

事實(shí)上，這次發(fā)明的領(lǐng)導(dǎo)者顧臻教授在2015年就曾發(fā)明了胰島素智能貼片，曾被認(rèn)為“有望終結(jié)胰島素注射治療”[4,5]。

減肥貼發(fā)明過程中用到的納米技術(shù)可能聽起來還是有點(diǎn)遙遠(yuǎn)，納米本是長度單位，一納米相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的十萬分之一。研究者在實(shí)驗(yàn)中所用的納米顆粒，是通過雙乳化法制備的對酸性環(huán)境敏感的葡聚糖衍生物，顆粒包裹減肥藥物羅格列酮，并在其中加入兩種酶，以在生理環(huán)境的葡萄糖濃度條件下產(chǎn)生酸性環(huán)境使顆粒降解，以使藥物緩慢釋放。

羅格列酮現(xiàn)為常見的糖尿病治療藥物，實(shí)驗(yàn)中還用了另一種藥物CL316243，CL316243是一種β-3腎上腺素受體激動(dòng)劑，既往研究發(fā)現(xiàn)，這兩種藥物均有使白色脂肪轉(zhuǎn)化為棕色脂肪的作用[6,7,8,9]。

納米顆粒制成后直徑為250nm，下一步為將它裝入微針。微針需要有一定的硬度，才能穿透皮膚，所以通過離心將納米顆粒裝入微針模具的頂部后，需加入基質(zhì)甲基丙烯酸酯化的透明質(zhì)酸（m-HA）和交聯(lián)劑丙烯酰胺等物質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)中最終制作完成的微針貼片大小為7*7mm2，微針間距為600um，單個(gè)微針為錐形，基底部寬度為300um，高度為800um。

 圖為微針貼片的微針

減肥貼制作完成后，研究人員先分別將含有兩種藥物的微針貼片和空白微針貼片貼于健康小鼠下腹部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每3天更換一次貼片。結(jié)果，實(shí)驗(yàn)第6天，小鼠下腹部脂肪組織切片檢查發(fā)現(xiàn)白色脂肪細(xì)胞減小并呈現(xiàn)多室性改變，基因檢查發(fā)現(xiàn)棕色脂肪基因上調(diào)，即出現(xiàn)了白色脂肪組織向棕色脂肪組織轉(zhuǎn)變的特征。同時(shí)，使用藥物貼片的小鼠，氧耗量上升，呼吸交換率（呼出的二氧化碳量/消耗的氧氣量）下降，因?yàn)檠趸舅岜妊趸妓衔镄枰嗟难鯕猓?：3），可見，減肥貼使健康小鼠的脂肪消耗增加，代謝率提高。

這一振奮人心的結(jié)果，促使研究人員進(jìn)一步驗(yàn)證藥物微針貼片在肥胖小鼠中的減肥作用。研究人員將高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠分為實(shí)驗(yàn)組和對照組。實(shí)驗(yàn)組一側(cè)下腹部貼含有藥物的微針貼片，另一側(cè)貼不含藥物的微針貼片，對照組小鼠兩側(cè)下腹部均貼不含藥物的微針貼片。每3天更換一次新的貼片，共觀察4周。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，貼含有藥物微針貼片的實(shí)驗(yàn)小鼠體重減少了大約15%。

左圖示小鼠兩側(cè)下腹部貼不同微針貼的改變，右圖橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為正常體重百分比，EV:空白微針貼；Rosi：羅格列酮藥物微針貼；CL：CL316243藥物微針貼

對比實(shí)驗(yàn)小鼠微針貼片處皮下脂肪含量，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)小鼠中貼有藥物微針貼片一側(cè)的白色脂肪組織減少了約30%，而棕色脂肪組織無明顯減少。并且在取出小鼠貼有微針貼片處的皮下脂肪后，可以觀察到藥物微針貼片處局部皮下脂肪墊明顯減?。ㄈ缦掠覉D所示）?？梢?，藥物微針貼片起到了局部減肥的作用。

EV:對照組小鼠空白微針貼；Rosi：羅格列酮藥物微針貼；CL：CL316243藥物微針貼；EV-R:實(shí)驗(yàn)小鼠Rosi對側(cè)空白微針貼；EV-C：實(shí)驗(yàn)小鼠CL對側(cè)空白微針貼

那么這種局部減肥的效果是如何實(shí)現(xiàn)的呢？為了驗(yàn)證，研究人員進(jìn)行了組織切片染色檢查，發(fā)現(xiàn)藥物微針貼片處的小鼠白色脂肪組織細(xì)胞明顯變小，呈現(xiàn)向棕色脂肪轉(zhuǎn)變的特征，而空白微針貼片處白色脂肪組織則無這種表現(xiàn)。同時(shí)基因檢查發(fā)現(xiàn)微針貼片一側(cè)棕色脂肪基因表達(dá)明顯上調(diào)。這就說明微針貼片中的藥物釋放至小鼠皮下脂肪層后，使白色脂肪組織發(fā)生了向棕色脂肪組織轉(zhuǎn)化的改變，后者進(jìn)一步代解產(chǎn)熱，引起貼片局部脂肪減少和整體體重減輕。

因?yàn)槲⑨樫N片在使用中需要穿透皮膚的表皮和真皮，達(dá)皮下脂肪組織，而皮膚真皮損傷后不易恢復(fù)，所以研究者觀察了應(yīng)用微針貼1個(gè)月后的皮膚組織切片，發(fā)現(xiàn)小鼠微針貼片處周圍皮膚無明顯損傷。

此外，在研究過程中研究人員向?qū)嶒?yàn)小鼠腹腔內(nèi)注射葡萄糖，結(jié)果觀察到實(shí)驗(yàn)小鼠的葡萄糖清除率增高，空腹血糖下降（對照組小鼠為140mg/dL，實(shí)驗(yàn)組小鼠為110mg/dL）?？梢?，含有藥物微針貼片在降低血糖方面也有一定的作用。

目前這項(xiàng)微針貼片技術(shù)還沒有應(yīng)用于人體實(shí)驗(yàn)，研究者正致力于尋找新的可在貼片中應(yīng)用的減肥藥物。但是考慮到顧臻教授的胰島素智能貼片目前已獲融資投入生產(chǎn)，或許，在不遠(yuǎn)的將來，真的會(huì)有一款往肚皮上一貼，就能把我們的“游泳圈”變?yōu)椤鞍藟K腹肌”的神器出現(xiàn)。

科學(xué)研究的結(jié)果可謂是“喜大普奔”，但是在此還是要提醒在假期越吃越嗨的大家，減肥的最佳方法依然是“管住嘴，邁開腿

參考資料：

1.http://www.who.int/topics/obesity/en/

2.Yuqi Zhang et al,Locally Induced Adipose Tissue Browning by Microneedle Patch for Obesity Treatment. ACS Nano, 2017.

3.Harms, M et al,Brown and Beige Fat: Development, unction and Therapeutic Potential. Nat. Med. 2013, 19, 1252-1263

4.Yu J， Zhang Y， Ye Y， DiSanto R， Sun W， et al. 2015. Microneedle-array patches loaded with hypoxia-sensitive vesicles provide fast glucose-responsive insulin delivery. Proceedings of the National Academy of Sciences 112：8260-5

5.Ye Y， Yu J， Wang C， Nguyen N-Y， Walker GM， et al. 2016. Microneedles Integrated with Pancreatic Cells and Synthetic Glucose-Signal Amplifiers for Smart Insulin Delivery. Advanced Materials：n/a-n/a

6.Bakopanos E et al, Inhibit the Expression of Beta3-Adrenergic Receptors at a Transcriptional Level. Diabetes 2000, 49, 2108-2115.

7.Cipolletta, D et al, D. PPARγ is a Major Driver of the Accumulation and Phenotype of Adipose Tissue Treg Cells. Nature 2012, 486, 549-553

8.Klein, J et al, β3-Adrenergic Stimulation Differentially Inhibits Insulin Signaling and Decreases Insulin-Induced Glucose Uptake in Brown Adipocytes. J. Biol. Chem. 1999, 274, 34795-34802.

9.Yu, S et al, Paternal versus Maternal Transmission of a Stimulatory G-Protein α Subunit Knockout Produces Opposite Effects on Energy Metabolism. J. Clin. Invest. 2000, 105, 615-623.

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