研究人员不仅确定了哪种基因对于米色脂肪的生成起作用,调控白色脂肪组织的米色化过程并进一步影响能量代谢的

作者:金融消费

饮食诱导的肥胖(Diet-Induced Obsity,DIO)是全球高关注的社会、健康与经济问题,我国中央研究院基因体研究中心阮丽蓉团队最新发现,肥胖症与人体内的基因Naa10p表达量有关,研究团队相信贩售高热量食品的麦当劳应对这项研究感到兴趣。Naa10p是人体发育时重要蛋白质,主要是调控细胞周期、生长与凋亡的生理功能,只是过量Naa10会导致肥胖、甚至癌变。阮丽蓉指出,Naa10突变造成严重的发育迟缓、婴儿早夭与智能障碍,而这些状况的病人特征是皮下脂肪很少,因此,研究团队朝向Naa10p与脂肪生成、代谢有关进行探讨。中研院博士后研究学者李振诚表示,人体内主导耗能产热的米色脂肪细胞在减肥过程中扮演关键角色,一旦有了缺陷,会让诸存脂肪的白色脂肪组织扩张,引发诱导性的肥胖。由于Naa10p会影响米色脂肪细胞分化,抑制能量消耗与产热,所以研究证明剔除Naa10p基因的小鼠,不仅明显瘦小、而且促进米色脂肪细胞与产热效应,达到预防高脂肪饮食引起的肥胖。李振诚举例,如果一个人在美国阿拉斯加住了1星期,身上的米色脂肪细胞马上增加很多,不过,回来台湾就会慢慢流失,因为台湾气候温暖,不需要太多产热维持核心体温。李振诚说,未来如果抑制成人脂肪组织中Naa10p的酵素活性,即可抑制饮食诱导性的肥胖,这对治疗肥胖提供一个新策略。参与研究的台大医师张以承表示,Naa10p的酵素很适合发展为药物。肥胖症与糖尿病、心血管、中风、癌症息息相关,张以承认为,在临床上,不只大吃大喝产生的肥胖,还有现代人常吃外食引起的疾病,都不能只靠药物与减肥手术,最好的第一线方法是健康的饮食习惯。目前高脂肪饮食指标是麦当劳的大麦克,脂肪卡路里高于50%,在麦当劳还没提出看法前,国际知名期刊「分子细胞」(Molecular Cell)已经刊出团队的研究,而且也被「自然结构与分子生物」刊物写成专文报导。关注“新海外” 海外资讯一手掌握声明:本页面内容,旨在为满足广大用户的信息需求而免费提供,并非广告服务性信息。页面所载内容,仅供用户参考和借鉴。

5月11日,国际学术期刊PLoS Biology 在线发表了中国科学院上海营养与健康研究院应浩研究组的最新研究成果Metabolic benefits of inhibition of p38α in white adipose tissue in obesity。该研究发现促分裂原活化蛋白激酶家族成员p38α通过影响PKA/CREB/UCP-1信号通路,调控白色脂肪组织的米色化过程并进一步影响能量代谢的状态。

原标题:新研究探明“好脂肪”生成的基因调控网络

褐色脂肪中线粒体含量丰富,解偶联蛋白UCP1高表达,对机体的能量代谢和产热活动至关重要。在低温刺激条件下,小鼠皮下白色脂肪中会出现米色脂肪细胞(beige adipocytes),即白色脂肪的米色化过程。米色脂肪细胞具有褐色脂肪类似的产热功能,可促进能量消耗。白色脂肪米色化后,能量代谢增加,对整个机体的代谢有改善作用,并且能够抵抗高脂饮食诱导的肥胖形成。

威尼斯人官方,新华社柏林1月13日电德国慕尼黑工业大学与瑞士同行在一项新研究中,探究了那些能够消耗能量的脂肪组织的生成机制,并确定了调控这一机制的基因网络,有望为治疗肥胖和其他代谢疾病提供新思路。

p38是MAPK家族成员中重要的应激激活蛋白,属于丝氨酸/苏氨酸激酶。p38的磷酸化激活主要通过MAP3K/MKK/MAPK的三级激酶链连锁反应,其激活位点的去磷酸化主要通过磷酸酶来进行。p38包括α,β,γ和δ四种亚型,各自的分布具有组织特异性。其中,p38α在全身各组织广泛表达,是肝脏、脂肪等组织表达的主要亚型。应浩课题组的前期研究发现,在肝脏中p38α能够调控糖异生过程(Jing Y, Liu W and et al. Journal of Hepatology 2014)。但是在脂肪中,p38α对能量代谢的作用并未得到系统的研究。

人体内的白色脂肪主要用于储存热量,是导致肥胖的“坏脂肪”;棕色脂肪和米色脂肪则主要负责消耗能量来产热,是能够减肥的“好脂肪”。米色脂肪是白色脂肪与棕色脂肪的中间物,能在两者之间转换。存在于白色脂肪中的米色脂肪在受到寒冷等刺激后,其功能可向棕色脂肪发生转变。

在这项最新的研究中,博士研究生张圣洁等人在研究员应浩的指导下,发现脂肪组织特异敲除p38α后小鼠的体重减轻,但是体温维持能力以及褐色脂肪产热功能基本不受影响。而在低温环境下,白色脂肪p38α缺失后能够观察到米色脂肪细胞比对照明显增多,米色化活动加剧。在β肾上腺素受体激动剂CL316,243的刺激下,脂肪组织p38α缺失的小鼠能量消耗显著增加。通过基因敲除小鼠和抑制剂定点注射两种手段,发现p38α缺失或活性受损后能够抵抗高脂饮食诱导的肥胖以及db/db小鼠体重的上升。通过一系列体外水平实验,发现p38α缺失后在白色脂肪细胞中PKA以及CREB的活性同时上调,促进UCP1的转录表达,细胞的米色化进程加快,能量消耗增加。

研究人员通过动物实验发现,不同基因背景的小鼠生成米色脂肪的能力不同。通过系统性比较不同基因背景小鼠脂肪细胞的转录组,研究人员不仅确定了哪种基因对于米色脂肪的生成起作用,而且将这些基因连接成一个基因网络。

该研究首次阐明了p38α在白色脂肪米色化过程中的功能,进一步揭示了白色脂肪细胞米色化的具体机制。为将脂肪组织p38α作为靶点,研发治疗肥胖等代谢性疾病的药物提供了理论依据。

脂肪组织对于调节人体能量平衡至关重要。此前研究表明,棕色脂肪与米色脂肪细胞越多,患肥胖及其他代谢疾病的风险越小。此次新研究表明,如能通过基因调控手段促进米色脂肪生成,那就相当于将储能的部分白色脂肪组织转变为耗能的米色或棕色脂肪,可促进代谢健康。

该研究得到上海营养与健康研究院技术平台、中科院上海药物研究所研究员黄锐敏和彭程远以及中科院上海有机化学研究所研究员汤文军的大力支持和帮助。该课题得到国家科技部(2016YFA0500102,2016YFC1304905)、国家基金委(31525012,31600954,31371189,81570768,81471016)以及中科院科研基金(XDA12040324,XDA12020108)的支持。

这一研究结果已发表在美国《细胞报告》杂志上。

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研究发现p38α在白色脂肪米色化过程中的功能与作用机制

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