Single-nucleus transcriptomics identifies separate classes of UCP1 and futile cycle adipocytes

产热 脂肪组织 核心 能量稳态 产热素 脂肪细胞 转录组 细胞生物学 生物 分解代谢 调节器 内分泌学 内科学 新陈代谢 基因 生物化学 基因表达 肥胖 医学
作者
Tongtong Wang,Anand K. Sharma,Chunyan Wu,Claudia Irene Maushart,Adhideb Ghosh,Wu Yang,Patrik Štefanička,Zuzana Kovaničová,Jozef Ukropec,Jing Zhang,Myrtha Arnold,Manuel Klug,Katrien De Bock,Ulrich Schneider,Cristina Raluca Gh. Popescu,Bo Zheng,Lianggong Ding,Fen Long,Revati S. Dewal,Caroline Moser
出处
期刊:Cell Metabolism [Cell Press]
卷期号:36 (9): 2130-2145.e7 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.cmet.2024.07.005
摘要

Adipose tissue can recruit catabolic adipocytes that utilize chemical energy to dissipate heat. This process occurs either by uncoupled respiration through uncoupling protein 1 (UCP1) or by utilizing ATP-dependent futile cycles (FCs). However, it remains unclear how these pathways coexist since both processes rely on the mitochondrial membrane potential. Utilizing single-nucleus RNA sequencing to deconvolute the heterogeneity of subcutaneous adipose tissue in mice and humans, we identify at least 2 distinct subpopulations of beige adipocytes: FC-adipocytes and UCP1-beige adipocytes. Importantly, we demonstrate that the FC-adipocyte subpopulation is highly metabolically active and utilizes FCs to dissipate energy, thus contributing to thermogenesis independent of Ucp1. Furthermore, FC-adipocytes are important drivers of systemic energy homeostasis and linked to glucose metabolism and obesity resistance in humans. Taken together, our findings identify a noncanonical thermogenic adipocyte subpopulation, which could be an important regulator of energy homeostasis in mammals.
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