研究焦點

對抗肥胖的新方法:以薄荷醇緩釋平台誘導白色脂肪細胞棕化

本中心林鈺容助研究員與她的實驗室人員及合作同伴輔仁大學醫學系阮婷教授、國泰綜合醫院林志鴻醫師,成功的製備出可溶性水膠載體來攜帶並緩慢釋放薄荷醇。被釋放的薄荷醇能夠將儲存能量的白色脂肪細胞轉變為消耗能量的米色脂肪細胞,進而達到減肥的功效,以及改善肥胖引起的代謝性異常。由於薄荷醇易揮發且在水中的溶解度極低,故需要頻繁的給藥才能達到治療濃度。透過本研究所開發的緩慢釋放遞送平台,可以大幅度的降低薄荷醇的給藥頻率。

另一方面,可溶性水膠的設計使得水膠在釋放完藥物之後,即可於給藥處溶解,進而降低外來物質對身體可能產生的影響。肥胖及代謝性疾病可說是現代文明病,我們的研究成果可以為這個領域注入一些新的治療想法。關於減肥,除了大家都知道的「少吃多動」之外,調控脂肪細胞的亞型或功能也可以是一個很好的策略。

Figure of Paper
本篇論文於2023年6月發於Biomaterials期刊。
奈米控制器介導的可溶性水膠之組成與結構、奈米控制器的操作機制、以及通過釋放薄荷醇來促使脂肪細胞棕變,以對抗高脂飲食(HFD)誘導的肥胖及其相關代謝紊亂的機制。
研究成果概述
我們成功製備出可溶性水膠載體來攜帶並緩慢釋放薄荷醇。被釋放的薄荷醇能夠將儲存能量的白色脂肪細胞轉變為消耗能量的米色脂肪細胞,進而達到減肥的功效,以及改善肥胖引起的代謝性異常。
新的科學發現或技術突破
由於薄荷醇易揮發且在水中的溶解度極低,故需要頻繁的給藥才能達到治療濃度。透過本研究開發的緩慢釋放遞送平台,可以大幅度的降低薄荷醇的給藥頻率。另一方面,可溶性水膠的設計使得水膠在釋放完藥物之後,即可於給藥處溶解,進而降低外來物質對身體可能產生的影響。
研究緣起

一開始是看到新聞報導說冬天減肥比較容易成功,我們覺得很有趣所以就深入去找可能的調控機制。結果發現,脂肪細胞的亞型(功能)可以藉由低溫來調控。然而要在人體上(或是動物)透過環境溫度的改變來調控脂肪細胞是有一定難度的,畢竟我們不太可能要求受試者一直待在低溫的環境。

薄荷醇時常被加在生活用品(如牙膏)或是食品中(如口香糖),並且能帶來清涼的感覺,這是因為薄荷醇可以刺激活化身體中的冷受器。恰巧脂肪細胞上也有這種冷受器的存在,因此讓我們想發展一個緩慢釋放平台來遞送薄荷醇,用以模擬低溫引起的效用,藉此調控脂肪細胞。

努力與過程
這個題目從題目發想、緩慢釋放平台製備、細胞與動物實驗的驗證、結果分析和論文撰寫大約經歷了二年多左右。
合作夥伴
這個實驗和輔仁大學醫學系阮婷老師密切的合作。她對於冷受器的生理及病理機制相當瞭解,給予我們許多寶貴的建議。
突破性的研究方法
由於薄荷醇易揮發且在水中的溶解度極低,故需要頻繁的給藥才能達到治療濃度。透過本研究開發的緩慢釋放遞送平台,可以大幅度的降低薄荷醇的給藥頻率。另一方面,可溶性水膠的設計使得水膠在釋放完藥物之後,即可於給藥處溶解,進而降低外來物質對身體可能產生的影響。
遭遇到的困難
由於建立小鼠肥胖模型得要長時間餵食高脂飼料,再加上治療給藥的時間,每一批動物實驗大約需要三個多月才能看到初步結果,在這個研究裡,我們一共建立五批動物模型才完成相關實驗。這對研究人員來說其實壓力是相當大的,我們必需要很精準的設計實驗組別及設定藥物給予劑量,總不能三個多月後才發現「啊......三個月前我們的劑量好像下太少了」。因此我們花了非常多的時間在「紙上談兵」,預先把所有可能遇到的情境都想過一次。
研究或產業上的應用
肥胖及代謝性疾病可說是現代文明病,我們的研究成果可以為這個領域注入一些新的治療想法。關於減肥,除了大家都知道的”少吃多動”之外,調控脂肪細胞的亞型或功能也可以是一個很好的策略。
最想感謝的人事物
我想感謝這篇論文中的所有作者。這項研究的實驗內容其實相當的繁雜,從載體設計、材料性質鑑定、細胞實驗至動物模型驗證,需要用到化學、化工、生理、分子生物等不同的實驗技術。謝謝大家都願意跨出自己熟悉的研究領域,很有耐心的參與這項研究。
未來方向
不只調控脂肪細胞,冷受器其實在許多生理機制上都扮演重要的角色 (像是熱中暑或是氣喘等)。因此我們將開發不同的薄菏醇遞送平台來模擬低溫對於冷受器的效應以應用在不同的疾病模式上。