深圳子科生物報道:近期,賓夕法尼亞大學Perelman醫學院的科學家帶領的一項新研究報道稱,脂肪細胞中的一個信號通路,也許某天會給我們提供更好的肥胖治療方法。他們在《Genes & Developmen》雜志報道了他們的這一發現。
普通的脂肪細胞,也被稱為白脂肪細胞,里面填塞滿了脂肪分子以儲存能量,它們的超載可導致肥胖及相關疾病,包括糖尿病。褐色脂肪細胞——在兒童中作為“嬰兒脂肪”是普遍的,但在成年人中不那么多,幾乎是相反的:它們迅速燃燒能量以產生熱量,從而保護身體不受寒冷、以及肥胖和糖尿病的影響。由賓夕法尼亞大學科學家發現的信號通路,在白色脂肪細胞中激活了一個“褐化程序”,使它們更像是燃燒能量的褐色脂肪細胞。
該研究的資深作者、心血管醫學副教授Zoltan P. Arany指出:“我們可以想象,用一種藥物靶定這一途徑,將白色脂肪轉變為褐色脂肪,從而治療肥胖。”約有百分之36的美國成年人被認為是肥胖者,近百分之10的人患有2型糖尿病。
Arany和他的同事們發現,在白色脂肪細胞中的褐變程序通常是由一個名為FLCN的蛋白所抑制。它與一個主要的細胞信號轉導中心——一個稱為mTOR的蛋白復合體——合作,來執行這一功能。FLCN-mTOR的相互作用,可通過阻止一個稱為TFE3的蛋白質進入細胞核,而使這個褐變程序保持關閉。
科學家們發現,刪除小鼠白色脂肪細胞中的FLCN基因,可使得TFE3遷移到細胞核中,在那里它與DNA結合并激活細胞代謝的一個關鍵調節因子(稱為PGC-1β)。然后它打開一組基因用于褐變程序。
在FLCN被刪除的小鼠中,白色脂肪細胞變得明顯更褐化,因為它們生產更多的線粒體——細胞內提供化學能量的小氧反應裝置,并將能量轉換成褐色脂肪細胞中的熱量。在其他幾個方面也如此,包括改變了的細胞結構,線粒體消耗氧氣的能力更高,以及它們*的基因表達模式,細胞變得更像褐色脂肪細胞。
Arany和他的團隊發現,他們可以僅僅通過在小鼠白色脂肪細胞中迫使PGC-1β過表達,復制這種褐變的影響。Arany說:“原則上,促進PGC-1β活性或其靶基因的一種藥物,可以作為褐變程序的治療性激活劑,來抑制肥胖并治療或預防糖尿病。”
除了潛在的醫學相關性之外,這一發現也是理解細胞生物學的一個重要進展。Arany說:“細胞代謝是由主要的信號轉導通路調控的,在這項研究中我們將兩個主要通路連接在一起——mTOR和PGC-1通路。它們之間的并沒有得到很好的理解,但在這里,我們對其進行了顯著的澄清。”
Arany和他的團隊計劃進一步研究這一通路以及與其他mTOR信號通路的關系。