来源:生物世界2022-10-25 1:41
这些结果表明肌苷可以调节棕色脂肪细胞的产热,但正常组织细胞可以通过转运蛋白ENT1转移肌苷来消除这种效应。因此,干扰和阻断ENT1活性的药物将有助于肥胖症的治疗。
如今,肥胖已经成为一种全球性的流行病,包括中国在内的世界各地的肥胖发病率持续飙升。研究表明,世界上有19亿成年人超重,6亿人肥胖。据估计,到2030年,高达51%的世界人口将超重或肥胖。
更重要的是,肥胖会进一步导致各种并发症的代谢综合征,如2型、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、心脏病和癌症。因此,制定肥胖症的治疗策略对人类健康非常重要。
德国波恩大学的亚历山大普费菲教授在《自然》杂志上发表了题为“凋亡的棕色脂肪细胞通过细胞外肌苷增强能量消耗”的研究论文。
这项研究确定了一种称为肌苷的关键分子,肌苷是细胞凋亡过程中释放的代谢产物,可以燃烧脂肪来对抗肥胖。
研究进一步揭示,ENT1蛋白可以通过调节棕色脂肪组织(BAT)中肌苷的水平来影响能量消耗,降低ENT1蛋白的水平可以促进能量消耗,抑制肥胖。
人类ENT1基因Ile216Thr的功能突变缺失(即ENT1第216位氨基酸由异亮氨酸变为苏氨酸)与体重指数(身体质量指数)显著下降有关,携带该基因突变的人肥胖概率降低59%。
我们常常把肥胖归咎于脂肪,也就是脂肪组织。但事实上,并不是所有的脂肪组织都会导致肥胖。一些脂肪组织甚至会增加基础代谢来帮助我们减肥,它们被称为棕色脂肪组织(BAT)。
作为生物产热器,棕色脂肪组织存在于大多数哺乳动物体内。对于人类来说,棕色脂肪组织在新生儿中更常见。它有助于婴儿保持正常的体温,而在成人中,棕色脂肪的激活与心脏的代谢健康正相关。
值得注意的是,随着物质生活水平的提高,现代人类不用为住房、衣食住行发愁,也不需要抵御风霜严寒。而且运动量远不如他们的祖先在荒原上追逐猎物。因此,褐色脂肪组织逐渐停止工作,最终甚至死亡。
亚历山大普费菲教授和他的团队积极探索能够激活棕色脂肪组织的分子机制。研究小组注意到,死亡细胞会释放一种混合信使分子,这种分子会影响邻近细胞的功能,因此他们探索了这种机制是否也存在于棕色脂肪组织中。
在这项最新的研究中,研究小组通过非靶向代谢组学证明了凋亡的棕色脂肪细胞释放了特定模式的高浓度嘌呤代谢物。有趣的是,这种凋亡会分泌肌苷,肌苷可以增强健康棕色脂肪细胞的产热,诱导白色脂肪组织的褐变,即向棕色脂肪组织转化。
凋亡的棕色脂肪细胞释放肌苷以促进健康脂肪组织的产热。
不仅如此,研究人员还发现,与对照组相比,喂食高能量饮食并接受肌苷治疗的小鼠保持了较瘦的身体,并避免了糖尿病。打个生动的比方,如果把棕色脂肪组织比作一个熔炉,那么肌苷就像一把扇子,把火烧得更旺!
高能量饮食和肌苷治疗的小鼠体重较轻。
对该机制的进一步研究表明,在正常条件下,平衡核苷转运蛋白1(ent 1;SLC29A1)可调节褐色脂肪组织中肌苷水平,而ENT1缺乏时,细胞外肌苷水平上升,并促进产热脂肪细胞分化,最终导致产热增加。
亚历山大普费菲教授和他的团队发现,在小鼠中,系统或脂肪特异性敲除和药理学抑制ENT1可以增强棕色脂肪组织的活性,并抵消饮食诱导的肥胖。在人类棕色脂肪细胞中,敲低或阻断ENT1可以增加细胞外肌苷,从而增强产热。
ENT1基因敲除或药物阻断增强褐色脂肪组织的活性,并抵消饮食诱导的肥胖。
研究小组还发现,ENT1的高水平与人类脂肪组织中产热标记UCP1的低表达有关。此外,人类ENT1 ile 216 thr的功能突变缺失(即ENT1的第216位氨基酸由异亮氨酸变为苏氨酸)与体重指数(身体质量指数)显著下降相关,携带该基因突变的人肥胖概率降低59%。
总之,这些结果表明肌苷可以调节棕色脂肪细胞的产热,但正常组织细胞可以通过转运蛋白ENT1转移肌苷来消除这种影响。因此,干扰和阻断ENT1活性的药物将
有助于肥胖的治疗。实际上,这类药物已经被批准用于治疗凝血障碍。
研究模式图
Alexander Pfeifer教授表示,还需要进一步的临床研究来阐明这种机制的药理潜力。目前可用的肥胖治疗方法还不够有效,因此迫切需要药物来使肥胖患者的能量平衡正常化。如果这种减肥方法获得成功,我们也许无需额外运动就能把肥肉给减了。
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