通常、脂肪細胞はエネルギーを蓄積する。しかし、褐色脂肪細胞では、エネルギーが熱として放散されるため、褐色脂肪は生体内ヒーターとして機能し、ほとんどの哺乳類がこのメカニズムを持っている。ヒトでは新生児を温め、成人では褐色脂肪の活性化が心臓代謝の健康と正の相関を示す。ボン大学薬理学・毒物学研究所のアレクサンダー・ファイファー教授は、「しかし、現代人は冬でも暖かく過ごすことができようになった。だから、体内の暖炉はもうほとんど必要ないのだ」と説明する。同時に、我々は高カロリーの食事をするようになり、また、先祖に比べれば動く量もはるかに少なくなっている。この3つの要因は、褐色脂肪細胞にとって毒である。褐色脂肪細胞は次第に機能を失い、ついには死んでしまうのだ。一方、世界的に見ると深刻な肥満の人は増え続けている。「そこで、世界中の研究グループが、褐色脂肪を刺激して脂肪燃焼を促進する物質を探している」とファイファー博士は言う。
死滅した脂肪細胞が隣の細胞のエネルギー燃焼を促進する
ボン大学の研究チームは、同僚グループとともに、今回、脂肪を燃焼させることができるイノシンという重要な分子を同定した。ファイファー博士の研究グループのビルテ・ニーマン博士は、「死にかけた細胞は、隣接する細胞の機能に影響を与える様々なメッセンジャー分子を放出することが知られている」と説明する。ニーマン博士は、同僚のサスキア・ハウフス＝ブルスベルク博士とともに、この研究の中心的な実験を計画し、実施した。ブルスベルク博士は「我々は、このメカニズムが褐色脂肪にも存在するかどうかを知りたかったのだ。」と述べている。
そこで研究者らは、褐色脂肪細胞を、事実上細胞が死んでしまうような激しいストレスにさらして研究した。「その結果、褐色脂肪細胞がプリン体であるイノシンを大量に分泌していることが分かった」とニーマン博士は言う。しかし、もっと興味深かったのは、無傷の褐色脂肪細胞が、助けを求める分子的な呼びかけにどのように反応したかということである。褐色脂肪細胞はイノシンによって（あるいは単に近傍の細胞が死滅することによって）活性化されるのである。イノシンは褐色脂肪細胞内の炉を熱するのである。白色脂肪細胞もまた、褐色脂肪細胞に変化した。高エネルギー食を与え、同時にイノシンで処理したマウスは、対照動物に比べ痩せたままで、糖尿病からも保護された。
この背景には、イノシントランスポーターが重要な役割を担っているようだ。細胞膜にあるこのタンパク質は、イノシンを細胞内に輸送し、細胞外濃度を低下させる。したがって、イノシンはもはや燃焼促進効果を発揮することができない。
イノシン・トランスポーターを阻害する薬物
ボン大学の学際的研究領域「生命と健康」と「持続可能な未来」のメンバーでもあるファイファー博士は、「実際に凝固障害のために開発された薬で、イノシントランスポーターを阻害するものがある。この薬をマウスに投与したところ、結果として、より多くのエネルギーを消費するようになった。」と言う。人間にもイノシントランスポーターがある。全体の2〜4パーセントの人は、遺伝子変異により活性が低下している。「ライプチヒ大学の同僚が900人の遺伝子を分析したところ、トランスポーターの活性が低い被験者ほど、平均して有意に痩せていた。」
これらの結果は、イノシンが、ヒトの褐色脂肪細胞における熱発生も調節していることを示唆している。従って、トランスポーターの活性を阻害する物質は、肥満の治療に適している可能性がある。すでに凝固障害で承認されている薬剤は、その出発点となる可能性がある。「しかし、このメカニズムの薬理学的可能性を明らかにするためには、ヒトでのさらなる研究が必要だ」とファイファー博士は言う。また、錠剤だけで世界に蔓延する肥満のパンデミックの解決になるとは考えていない。「しかし、現在利用可能な治療法では十分な効果が得られない。したがって、肥満患者のエネルギーバランスを正常化するための薬がどうしても必要なのだ。」と、博士は強調した。
体内の加温システムが果たす重要な役割は、新たに加わった大規模な研究コンソーシアムでも証明されている。ドイツ研究財団（DFG）は最近、ボン大学、ハンブルク大学、ミュンヘン大学が褐色脂肪組織に関する研究を行う地域横断的共同研究センターを承認した。
この研究には、ボン大学、ボン大学病院、ハンブルク・エッペンドルフ大学医療センター、ライプチヒ大学病院、ヘルムホルツ・センター・ミュンヘン、テキサス大学が参加している。
この新しい研究成果は、2022年7月5日付の『Nature』に掲載された。論文は「アポトーシス褐色脂肪細胞は細胞外イノシンを介してエネルギー消費量を増加させる（Apoptotic Brown Adipocytes Enhance Energy Expenditure Via Extracellular Inosine）」と題されている。
