08.11 《科學》:吃炸雞不發胖?科學家找到小腸吸收脂肪的祕密開關,現有藥物或可實現光吃不胖的夢想|科學大發現

“我有一個夢想,那就是光吃不胖。”——奇點糕

講真北京進入高溫模式以後,一切會散發熱量的活動就被奇點糕統統叫停了,日子變成了吹空調、吃外賣、喝冰闊落(以及趕稿)。然後呢,就胖了唄。

《科学》:吃炸鸡不发胖?科学家找到小肠吸收脂肪的秘密开关,现有药物或可实现光吃不胖的梦想|科学大发现

這時候就得恨自己消化太好,要是吃下去的東西根本不吸收,那該多好啊!

想要實現光吃不胖的夢想,還是得靠科學家!本週《科學》雜誌發佈了一項重磅研究成果[1],耶魯大學研究者破解了小腸淋巴管攝取脂肪的神秘機制,敲除相關基因、關閉了攝取通道的小鼠真正做到了光吃不胖,每天吃香喝辣但是絲毫沒有長肉

更令人高興的是,研究者還找到了能夠抑制攝取通道的藥物,同類藥品已經在臨床上用於治療腦血管痙攣、青光眼等疾病了

《科学》:吃炸鸡不发胖?科学家找到小肠吸收脂肪的秘密开关,现有药物或可实现光吃不胖的梦想|科学大发现

通訊作者Anne Eichmann

要說這個發現也是蠻偶然的。研究者們本來的計劃是通過基因工程改造一批小鼠,讓它們吹氣一樣地胖起來,好用來研究肥胖症[2]。可是敲掉了兩個基因之後,小鼠居然咋都吃不胖了

奇怪了,不應該呀,趕緊抓起來研究研究。

被敲掉的這兩個基因表達的是神經氈蛋白1(NRP1)和血管內皮生長因子受體1(FLT1),它們是血管內皮生長因子A(VEGF-A)的受體,能夠參與代謝的調節。小鼠們被選擇性地敲除了小腸內的這兩種基因,並且接受了8周的高脂飲食。

無限逼近夢想的一幕出現了。對照組小鼠大吃大喝之後體重翻了一倍,而敲除了兩個基因的小鼠體重只長了一點點。其實長的這一點點也沒有啥,和正常飲食的小鼠體重沒啥差別,畢竟還在長身體的時候。

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感覺看到了自己和公司的白瘦美

而且這些小鼠其他指標都好健康,一點也沒少吃少喝、活力十足,跟體重翻倍的兄弟相比,肝臟甘油三酯明顯減少,沒得脂肪肝,對葡萄糖的耐受更好,血漿中膽固醇的含量也更低一些

就想可憐巴巴地問一句,小鼠,你吃下去的肥肉都長到哪裡了?(能不能教教我)

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這裡要先賣個關子,講講我們吃下去的脂肪都去哪了。

脂肪是主要在小腸內吸收的,通過淋巴管進入血液循環,去往其他的組織。淋巴中還有淋巴液嘛,油水不溶,所以整體呈現渾濁的乳白色,我們把它叫乳糜。

當然,脂肪也不是孤身來往,它們和其他的一些載脂蛋白啊、磷脂啊組合在一起,形成乳糜微粒。乳糜微粒是脂肪在血液中主要的存在形式,也是最大的一種血漿脂蛋白顆粒。小腸中能夠吸收乳糜微粒的淋巴結構,我們就把它叫做乳糜管

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小腸絨毛的中心就是乳糜管

幾乎所有的飲食中的脂肪,都是以乳糜微粒的形式,從小腸經乳糜管攝取,隨後進入其他組織的,可是科學家一直都不知道具體乳糜微粒是怎麼被吸收的。有的科學家說,是通過胞吞作用[3],不過說實話乳糜微粒略大略大,有點不靠譜;另外一些科學家覺得,說不準是從乳糜管上皮細胞之間的縫隙裡擠過去的呢[4-6]!

你別說,還真是這樣!

耶魯的研究者分析了小鼠們的腸道,發現對照組小鼠和只敲除了一種基因的小鼠乳糜管裡都有乳糜微粒,敲除了兩個基因的小鼠卻沒有(雖然它們乳糜管長得也挺正常的)。把組織拉到電鏡下一看,嚯,原來問題出在這了!

你看這正常小鼠的細胞呀,乳糜管上皮細胞(LEC)之間還算鬆散,留著比較大的縫隙,乳糜管內(LL)也充滿了乳糜微粒;再看吃不胖小鼠,細胞們手拉手心連心緊密排列在一起,乳糜微粒真是擠也擠不過去哦,怪不得乳糜管內空蕩蕩

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LL:乳糜管內;LEC:乳糜管上皮細胞;CM:乳糜微粒;JNC:細胞連接處

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這個說法挺形象,正常乳糜管上皮細胞像釦子,之間有縫隙,吃不胖小鼠的乳糜管上皮細胞像拉鎖,超密實

那這事兒就顯得越來越奇怪了。剛才我們說了,敲掉的兩個基因NRP1和FLT1,表達的是VEGF-A的兩種受體,按理說敲了它倆,結合變少了,遊離的VEGF-A水平應該會升高才是。熟悉VEGF的朋友們應該發現盲點了,VEGF-A能夠增加血管上皮的滲透性[7,8],讓血管上皮細胞之間的聯繫變“松”[9,10],咋看起來和這裡的角色完全不一樣啊!

不信邪的研究者們給正常小鼠靜脈注射了VEGF-A,過了30分鐘,乳糜管上皮細胞果然都“抱團”了!又注射了VEGF家族的其他成員,研究者找到了看起來不起效的VEGF-C-156s,這種生長因子經過基因改造,是不能和血管內皮生長因子受體2(VEGFR2)結合的。看來VEGF-A在小腸裡這個獨特的技能,應該和VEGFR2脫不開關係。

果然了,研究者抑制了VEGFR2的功能,還真的讓吃不胖小鼠恢復了攝入脂肪的能力

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注射VEGF-A果然把“拉鎖”拉上了

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實驗中的其他數據也證實,VEGF-A在血管和在淋巴管的功能確實相反

既然乳糜管可以開開合合地調節對脂肪的攝入,那麼我們是不是能利用這個來減肥呀?幹吃炸雞就是不胖的日子要來了?(★ ω ★)

出於顯而易見的原因,一勞永逸的敲基因是不現實的。於是研究者又向VEGFR2作用的更下游尋找,看看有沒有合適的藥物靶點。

VEGFR2與VEGF-A結合被激活之後,會對細胞表面的VE-鈣粘蛋白功能進行抑制。鈣粘蛋白麼,本身功能也是和細胞“手拉手”相關的,所以研究者猜測,可能是VE-鈣粘蛋白起作用,拉開了細胞之間的間隙,而上游通路這麼一抑制,細胞就都黏一起去了。

這巧了呀,抑制VE-鈣粘蛋白,抑制Rho激酶(ROCK)就成[11],藥都有現成的!

研究者用一種ROCK抑制劑Y27632分別在體內體外進行了實驗,果然都成功“拉緊”了乳糜管的細胞縫隙,阻止了脂肪的吸收

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Y27632成功鎖住脂肪吸收入口

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細胞更緊密,進入淋巴的乳糜微粒少了很多

目前來說,在中國和日本都已經有ROCK抑制劑在臨床上使用了,分別用於治療腦血管痙攣和青光眼,而且也曾經有研究顯示這些藥物能夠在小鼠中提高代謝水平、幫助減肥[12-15]。

當然了,能否真的用在人身上還是另外一回事。《科學》雜誌配發的評論也寫道[16],改變乳糜管的功能不光會減少對脂肪的攝取,也會耽誤其他一些營養元素的攝入,同時還會對體液平衡甚至免疫細胞的運輸造成不良的影響

上臨床還得多搞搞清楚呀,期待研究者們快快推進實驗,奇點糕敲碗等!

肥胖不是病?跟你說病起來就要命!《Medical Trend》裡寫了好多肥胖的危害,不來一本看看嘛?不看書要不要給奇點糕買個炸雞腿?

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[1]http://science.sciencemag.org/content/361/6402/599

[2]https://news.yale.edu/2018/08/09/lab-failure-leads-potential-treatment-obesity

[3]J. B. Dixon, Ann. N. Y. Acad. Sci. 1207 (suppl. 1), E52–E57(2010).

[4]J. Bernier-Latmani et al., J. Clin. Invest. 125, 4572–4586(2015).

[5]J. R. Casley-Smith, J. Cell Biol. 15, 259–277 (1962).

[6]S. M. Sabesin, S. Frase, J. Lipid Res. 18, 496–511 (1977).

[7]Z. Sun et al., J. Exp. Med. 209, 1363–1377 (2012).

[8]X. Li et al., Nat. Commun. 7, 11017 (2016).

[9]M. Simons, E. Gordon, L. Claesson-Welsh, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 17, 611–625 (2016).

[10]Y. L. Dorland, S. Huveneers, Cell. Mol. Life Sci. 74, 279–292(2017).

[11]S. Huveneers et al., J. Cell Biol. 196, 641–652 (2012).

[12]M. Shibuya et al., J. Neurosurg. 76, 571–577 (1992).

[13] Y. Kikuchi et al., J. Endocrinol. 192, 595–603 (2007).

[14]H. Tokuyama et al., Int. J. Obes. 36, 1062–1071 (2012).

[15] D. Okin, R. Medzhitov, Cell 165, 343–356 (2016).

[16]http://science.sciencemag.org/content/361/6402/551#login-pane

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本文作者 | 代絲雨

“半夜偷吃的我本人了。”


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