脂肪是人體的重要組成部分，不僅具有儲存和釋放能量的功能，還在激素調節和免疫功能方面發揮著關鍵作用。近年來，心髒病、高血壓和糖尿病等代謝性疾病的發病率不斷上升，促使人們對脂肪細胞的性質和功能進行深入的科學研究。這使得人們獲得了大量有關這些細胞複雜運作的信息。但脂肪細胞及其新陳代謝活動只是其中的一部分。

賓夕法尼亞大學的研究人員發現，比脂肪細胞小得多的充滿脂肪的脂滴有可能刺穿並損壞細胞核，導致與癌症等疾病相關的DNA損傷加劇。這些發現挑戰了人們對脂肪的傳統看法，強調了脂肪在微觀尺度上的物理特性，而不僅僅是其代謝功能。

充滿脂肪的脂滴–比脂肪細胞小很多倍的微小脂肪球–是科學界越來越感興趣的主題。這些脂質微粒存在於許多不同類型的細胞中，但長期以來卻鮮為人知。研究已經開始揭示這些脂滴參與新陳代謝和保護細胞的功能，但我們對脂肪的物理特性仍然知之甚少。

現在，賓夕法尼亞大學工程與應用科學學院的研究人員將目光投向了生物化學之外，發表了有關這些液滴物理特性的突破性研究成果，揭示了它們對細胞核的潛在威脅。在最近發表於《細胞生物學雜誌》（Journal of Cell Biology）上的一篇論文中，他們首次發現充滿脂肪的脂滴具有令人驚訝的能力，可以壓入和刺穿細胞核，而細胞核是包含和調節細胞DNA 的細胞器。

他們的發現意義重大，因為細胞核破裂會導致DNA損傷加劇，而DNA損傷是包括癌症在內的多種疾病的特徵。

這項研究由化學與生物分子工程系羅伯特-D-本特（Robert D. Bent）教授丹尼斯-E-迪舍爾（Dennis E. Discher）、賓夕法尼亞大學分子與細胞生物物理學實驗室副研究員伊雷娜-伊万諾夫斯卡（Irena Ivanovska）博士和生物工程系博士候選人邁克爾-托賓（Michael Tobin）共同領導。

迪舍爾說：”直覺上，人們認為脂肪是柔軟的。從細胞層面來看，的確如此。但這種小液滴的尺寸只有幾微米，而不是成熟脂肪細胞的幾百微米，它就不再柔軟了。它的形狀具有更高的曲率，能使其他物體急劇彎曲。這就改變了它在細胞中的物理特性。它可以變形，它會損壞，甚至可以破裂”。

伊万諾夫斯卡補充說：”想像一下，用拳頭打爆一個氣球。這是不可能的。你可以讓氣球變形，但不會戳破它。現在想像一下用鋼筆戳破它。這就是脂肪細胞和體內小脂肪滴細胞的區別。這是基本的物理差異，而不是新陳代謝差異。”

研究小組的研究重新構建了對脂肪的科學探索，強調脂肪在體內的作用遠不止是體重秤上的一個數字。

托賓說：”這不是傳統意義上的脂肪。這是關於脂肪如何在比細胞更小的尺度上發揮作用，並對細胞成分構成物理風險，甚至在DNA 層面上。”

研究小組的工作建立在十年的基礎研究之上，包括伊万諾夫斯卡對賦予細胞核保護性結構品質的核蛋白質行為的主要貢獻。這些蛋白質是動態的，它們會隨著機械環境的變化而變化，並提供細胞核保持其完整性所需的物質。

伊万諾夫斯卡說：”在細胞中，DNA損傷有一個持續的修復過程。要實現這一過程，細胞核需要有足夠的DNA 修復蛋白。如果細胞核破裂，這些蛋白質就會分散，無法及時修復損傷。這會造成DNA損傷累積，並有可能導致癌細胞的產生。”

細胞生活在一個動態的物理和機械環境中，在這個環境中可能出錯，也確實會出錯。但它也有一支分子助手大軍，一直在維護和修復它。問題在於，當細胞核受到損害時–毒素、過度暴露於紫外線或這些充滿脂肪的脂滴。那麼DNA 就很有可能受到損傷，從而對健康造成影響。