9月15日，发表在ACS Nano杂志上题为“Locally Induced Adipose Tissue Browning by Microneedle Patch for Obesity Treatment”的研究中，来自哥伦比亚大学、北卡州立大学及北卡大学教堂山分校的科学家们设计了一种含药的皮肤贴片，能够在局部将储存能量的白色脂肪转化为燃烧能量的褐色脂肪，同时还能够提高机体的总体新陈代谢。
图片来源：哥伦比亚大学
研究人员称，这一智能贴片可被用于除去一些多余的脂肪，如“游泳圈”；也可以被用于代谢疾病的治疗，如肥胖症、糖尿病等。
重要过程：褐变
正如前文所提到的，人类含有两类脂肪组织：白色脂肪和褐色脂肪。前者将多余的能量储存在大的甘油三酯微滴（large triglyceride droplets）中，而后者具有更小的微滴以及大量燃烧脂肪以产生热量的线粒体。新生儿具有相对丰富的褐色脂肪（帮助婴儿对抗低温环境），但成年后，大部分褐色脂肪都消失了。
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多年来，研究人员一直在寻找能够将成年人的白色脂肪转化为褐色脂肪的疗法，用于治疗肥胖和糖尿病。这一转化过程被命名为“褐变”（browning），当身体暴露在低温环境时会自然发生。
Li Qiang, Ph.D.Assistant Professor of Pathology and Cell Biology（图片来源：哥伦比亚大学；资料显示2001年毕业于北京大学）
该研究的共同通讯作者Li Qiang博士说：“目前已有一些临床上可用的促进褐变的药物，但这些药物都必须以药片或注射的形式给药。在这种情况下，全身都会受到药物的影响，从而带来一些副作用，如胃不适、体重增加、骨折等。通过将大部分药物直接递送到脂肪组织，这一全新的“皮肤贴片”似乎减轻了这些并发症。”
那么，该皮肤贴片究竟是如何实现局部直接给药的呢？
关键技术：贴片
为了达到这一目的，科学家们先将药物装进直径约为250纳米的纳米颗粒中，然后，这些纳米颗粒被装进包含大量微针（microscopic needles）的一平方厘米大小的贴片上（如下图）。当被贴到皮肤上时，这些微针会无痛地刺入皮肤中，逐步从纳米颗粒中释放药物到下面的组织中。
图片来源：ACS Nano
研究人员已经将这种贴片在肥胖的小鼠身上进行了测试。装在纳米颗粒中的化合物是rosiglitazone（Avandia）或β-肾上腺素受体激动剂（CL 316243）中的一种。这两个化合物的作用都是促进褐变。科学家在每只接受治疗的小鼠下腹的两侧贴了两种贴片：一种贴片的纳米颗粒中含有药物，另一种贴片的纳米颗粒中不含药物（简称“空贴片”）。每3天更换一次新贴片，共持续4周。
图片来源：哥伦比亚大学
测试结果：有效
结果发现，不管纳米颗粒中包含哪种药物，与贴“空贴片”的一侧相比，贴“有药贴片”的一侧脂肪都减少了20%。此外，经药物治疗的小鼠的空腹血糖水平也明显低于未治疗的小鼠。
在正常的、瘦的小鼠中测试该“皮肤贴片”发现，与未治疗的对照组相比，两种药物治疗都使动物的氧气消耗（衡量总体代谢活性的一种指标）增加了约20%。
遗传分析显示，接受药物治疗的一侧比未接受治疗的一侧包含更多与褐色脂肪相关的基因。这表明，研究人员观察到的代谢变化以及脂肪减少是由被治疗的小鼠中褐变增加引起的。
前景展望：人体
该研究的共同通讯作者、长期致力于智能递药体系创新研发的华人科学家顾臻教授说：“经过巧妙的设计，这些纳米颗粒能够有效的保存药物，然而逐渐‘瓦解’，以一种持续的方式将药物释放到附近组织中，而不是将药物快速输送至全身。
顾臻教授长期致力于智能递药体系的创新研发。
Li Qiang博士认为，这种非侵入性的减少腰间赘肉的新途径一定会让很多人感到兴奋，但更重要的是，这一“皮肤贴片”有望为治疗肥胖和相关的代谢疾病提供一种安全有效的途径。
最后，需要强调的是，这一“皮肤贴片”还没有在人体中进行测试。目前，科学家们正在寻找哪种药物或者哪种药物组合能够最有效地促进局部褐变以及增加总体新陈代谢。
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