美国科学家找到让脂肪细胞燃烧的分子开关

2016-12-30 06:30:00

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近期,宾夕法尼亚大学的科学家12月2日发表Genes & Developmen的一项新研究报道称,脂肪细胞中的一个信号通路,也许有一天会给我们提供更好的治疗肥胖的方法。

褐色脂肪细胞能燃烧能量

普通的脂肪细胞,也被称为白脂肪细胞,里面填塞满了脂肪分子以储存能量,它们的超载可导致肥胖及包括糖尿病的相关疾病。褐色脂肪细胞在儿童中作为“婴儿脂肪”是普遍的,但在成年人中不那么多,

几乎是相反的:它们迅速燃烧能量以产生热量,从而保护身体不受寒冷、以及肥胖和糖尿病的影响。由宾夕法尼亚大学的科学家所发现的信号通路在白色脂肪细胞中激活了一个“褐变程序”,使它们更像是燃烧能量的褐色脂肪细胞。

该研究的通讯作者,心血管医学的副教授Zoltan P. Arany说:可以想象的是用一种药物靶向这一途径,将白色脂肪转变为褐色脂肪,从而治疗肥胖。”

褐色脂肪转化的分子机制

Arany和他的同事们发现,在白色脂肪细胞中的褐变程序通常是由一个名为FLCN的蛋白所抑制。它与一个主要的细胞信号转导中心(称为mTOR的蛋白复合体)合作,来执行这一功能。FLCN-mTOR的相互作用,阻止一个称为TFE3的蛋白质进入细胞核,而使这个褐变程序保持关闭。

科学家们发现:删除小鼠白色脂肪细胞中的FLCN基因,可使得TFE3迁移到细胞核中,在那里它与DNA结合并激活细胞代谢的一个关键调节因子(称为PGC-1β)。然后PGC-1β打开一系列褐变程序的基因。

在FLCN被删除的小鼠中,白色脂肪细胞变得明显更褐化,因为它们生产更多的线粒体,并将能量转换成褐色脂肪细胞中的热量。在其他几个方面:包括改变了的细胞结构、线粒体更高的消耗氧气的能力,以及它们独特的基因表达模式上,细胞变得更像褐色脂肪细胞。

该通路可以用药物来靶向

Arany和他的团队发现,他们可以仅仅通过在小鼠白色脂肪细胞中迫使PGC-1β过表达,再现这种褐变的影响。Arany说:“原则上,促进PGC-1β活性或其靶基因的药物,可以作为褐化程序的治疗性激活剂,来抑制肥胖、治疗或预防糖尿病。”

除了潜在的医学相关性之外,这一发现也是理解细胞生物学的一个重要进展。Arany说:“细胞代谢是由主要的信号转导通路调控的,在这项研究中我们将mTOR和PGC-1通路这两个主要通路连接在一起。它们之间的联系并没有得到很好的理解,但在这里,我们对其进行了显著的澄清。”Arany和他的团队计划进一步研究这一通路以及与其他mTOR信号通路的关系。

参考资料

How to turn white fat brown

The tumor suppressor FLCN mediates an alternate mTOR pathway to regulate browning of       adipose tissue