耶鲁大学发现脂肪细胞“门卫”酶,有望成为肥胖治疗的新靶标

在过去的几十年中,高能量食品的全球供应量急剧增加,与此同时,肥胖率也一直在快速增加。而许多健康问题,如脏病,糖尿病和慢性肝病等都始于肥胖。1月10日,《自然通讯》杂志上刊登了耶鲁大学的一项最新研究,为治疗肥胖带来了新希望。

研究人员在小鼠中发现了一种酶,这种酶就像“门卫”一样,可以阻止碳水化合物进入脂肪细胞,有望成为治疗肥胖的潜在靶标。


耶鲁大学发现脂肪细胞“门卫”酶,有望成为肥胖治疗的新靶标

论文截图

研究背景

回望这几年的数据,全球肥胖问题逐渐严重。《柳叶刀》杂志最近发表的一份报告指出,全球范围内,近23亿儿童和成年人超重,超过1.5亿儿童发育迟缓,并警告营养不足和肥胖会影响几代人。

肥胖与2型糖尿病(T2D)、心血管疾病、肝病、癌症以及骨关节炎、睡眠呼吸暂停、抑郁等慢性疾病密切相关。肥胖已成为导致发病率和死亡率增加的一个重要因素。

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肥胖

肥胖症是一组常见的代谢症群。当人体进食热量多于消耗热量时,多余热量以脂肪形式储存于体内,其量超过正常生理需要量,且达一定值时遂演变为肥胖症。

除了整体肥胖,脂肪的位置也影响疾病的发展。有研究表明,内脏脂肪与肥胖相关疾病呈强正相关,而周围皮下脂肪似乎对代谢综合征的发展没有作用,甚至有保护作用。但目前为止,我们对内脏脂肪和皮下脂肪之间的生物学和遗传学差异了解甚少。对内脏和皮下脂肪差异调节的分子和细胞机制的更好理解,将使我们能够开发出新颖的方法来有效治疗代谢不健康的肥胖症,并促进肥胖相关的疾病的治疗。

脂肪组织曾被认为是被动的脂质储存库,现在已认识到其具有巨大的可塑性,能够根据营养的可获得性调整其大小、表型和代谢功能。这些动态使脂肪组织以脂肪的形式储存多余的营养物质,并通过脂肪分解释放脂肪并提供能量。

尽管人们越来越多地认识到脂肪组织内稳态的重要性及其对全身新陈代谢的贡献,但仍未清楚脂肪组织内稳态是如何维持的,以及对营养有效性的反应。

创新:找到脂肪细胞的“门卫”

许多人可能没有意识到,肥胖的人并不比苗条的人拥有更多的脂肪细胞,但肥胖的人的脂肪细胞会变大。随着更多的碳水化合物进入人体,它们会在这些细胞内积累,导致细胞膨胀。


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脂肪细胞的荧光图像 来源:耶鲁大学

上图:脂肪滴(绿色)围绕着脂肪细胞核(蓝色);脂肪滴被一层薄薄的分子涂层(红色)覆盖,红色分子控制营养物质进入和离开脂肪细胞核。

为了调节这一过程,脂肪细胞被分子围绕,这些分子的作用是平衡传入营养与传出能量的脂质之间的平衡。耶鲁大学的研究人员将这些分子描述为旅馆的门卫。在健康的个体中,脂肪细胞的进出流量可以达到很好的平衡,既可以提供能量,又可以防止不良脂肪在腹部的过度堆积。

但是在肥胖人群的内脏脂肪细胞中(那些聚集在器官和腹部周围的脂肪细胞),这些门卫在的工作变得有点松懈,在燃烧掉体内的脂质之前,让太多的碳水化合物进入体内,进而导致腹部内脏脂肪细胞大小的膨胀。

在耶鲁大学的新研究中,研究人员成功识别出一种调节这些分子“门卫”的酶。之前的研究认为,O-GlcNAc转移酶(OGT)与告诉身体何时摄入足够食物有关。

耶鲁团队通过对小鼠的实验发现,这些脂肪分子“门卫”的调节者或指挥官是O-GlcNAc转移酶(OGT)酶。缺乏这种酶的小鼠比较瘦,脂肪细胞的大小显着减少,并且倾向于先燃烧掉脂质,而不是摄取更多的碳水化合物脂肪。

缺乏这种酶的小鼠要健康得多。这些动物倾向于在吸收更多碳水化合物之前先燃烧掉储存的脂质,这意味着它们的脂肪细胞较小,因此整体上也较瘦。在另一组小鼠中,进行了相反的测试,研究人员过度表达了OGT.果然,肥胖随之而来。


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脂肪OGT缺失,导致内脏脂肪快速流失

此前,研究小组发现,脂肪细胞中OGT的过度表达还有另一个副作用,它暗示大脑要消耗更多的卡路里,本质上是告诉大脑要吃更多东西。

研究人员表示,这位门卫的指挥官使营养物更容易进入,但脂质却更难以排出。这使OGT成为药物治疗肥胖极具潜力的靶标。

相关研究成果,以“O-GlcNAc transferase inhibits visceral fat lipolysis and promotes diet-induced obesity”为题,发表在1月10日在《自然通讯》杂志上。


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