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Nature子刊 | 低温竟然有助于保持身材!哈佛大学发现控制肥胖的基因

肥胖是体内脂肪,尤其是甘油三酯积聚过多而导致的一种状态,可分为原发性肥胖(单纯性肥胖)和继发性肥胖两大类。平时我们所见到的肥胖多属于前者,原发性肥胖所占比例高达99%。肥胖症是心血管疾病,特别是冠心病的发作原因,所以保持一个合适的体重和脂肪比例,对维持身体健康也很重要。

一提到肥胖,首先闪现在我们大脑的就是白白的脂肪,可是你知道吗?脂肪也有好坏之分的,脂肪可分为白色脂肪和棕色脂肪,而“好脂肪”就是指棕色脂肪。白色脂肪的主要作用是存储能量,还能分泌一系列脂肪因子来调节其它组织和器官。棕色脂肪是作为产热组织,在机体的体温平衡调节中起着非常重要的作用,使能量以热能的形式释放出来。此外,脂肪也不是全无好处,脂肪细胞对营养过剩、禁食或寒冷有显著的适应能力,因此,它们是维持正常健康代谢的重要细胞类型。

2月5日,由哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的Gökhan S. Hotamisligil教授领导的研究小组在Nature Medicine发表了最新研究结果,发现棕色脂肪的产热功能需要蛋白酶活性的适应性提高,而Nfe2l1基因是控制这一过程的关键驱动基因,并且发现低温条件下, Nfe2l1基因表达升高。

此前研究表明,内质网是维持细胞内稳态的重要细胞器,对棕色脂肪细胞的功能有着关键的影响,但调节内质网适应脂肪细胞代谢的机制尚不清楚。我们知道内质网的主要功能是加工折叠蛋白质,但那些加工折叠不好的“废弃”蛋白质怎么办呢?会不会是其他细胞器、组织“背锅”?

该研究发现,4℃时,蛋白酶活性比22℃、30℃都高,表明冷刺激会诱导棕色脂肪中Nfe2l1基因表达提高,增加了蛋白酶活性,降解“废弃”蛋白的能力越强。而正式这些所谓的“废弃”蛋白的积累导致肥胖。这对于维持内质网稳态和细胞完整性至关重要,尤其是当细胞处于高产热状态时。

Nfe2l1基因敲除之后的小鼠棕色脂肪BAT减少;(a)对照组WT的脂肪棕色较多,而敲除组相同位置脂肪偏白色,棕色少;(b)敲除Nfe2l1基因后,脂肪组织为白色脂肪形态

为解释低温导致棕色脂肪中蛋白酶活性增强的分子机制,研究人员进行了小鼠试验,发现在在产热条件下,使棕色脂肪特异性缺失Nfe2l1基因,会导致组织炎症、线粒体功能明显减弱、棕色脂肪白化等,并且小老鼠吃高脂饮食更加容易肥胖以及得肥胖相关的疾病,表明Nfe2l1基因对于棕色脂肪组织必不可少。

此外,研究人员在遗传和饮食肥胖症的小鼠模型中外源表达Nfe2l1,并使用棕色脂肪蛋白酶活化剂PA28α,处理刺激蛋白酶,结果发现可以改善胰岛素敏感性。最后,研究者们还利用基因治疗导入Nfe2l1基因治疗肥胖小鼠,得到了良好的结果。

该研究证明Nfe2l1基因能够监测棕色脂肪细胞功能,为机体适应寒冷或肥胖提供了更高的蛋白质代谢质量控制。原来稍冷一点还有助于保持身材,该研究结果无疑又为健康减肥研究带来了新思路。

怪不得我这么瘦,原来是南极太冷了

参考文献:

Brown adipose tissue thermogenic adaptation requires Nrf1-mediated proteasomal activity

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本文由 测序中国 作者:戴胜 发表,转载请注明来源!

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