生物钟在脂肪细胞生长中起关键作用

根据威尔康奈尔医学研究人员的两项研究，使身体及其细胞保持在24小时昼夜循环中的生物钟的破坏在体重增加中起着关键作用。

6月27日发表在CellReports上的一项研究表明，长期服用糖皮质激素应激激素和扰乱正常的每日释放周期引起的压力会触发小鼠的临时保护机制。这种机制促进了脂肪细胞的生长和胰岛素的产生，同时降低了血液和肝脏中过多的血糖和脂肪水平。

第二项研究发表在8月8日的《美国国家科学院院刊》上，表明脂肪细胞前体在小鼠休息期间会变成脂肪细胞。研究表明，压力和其他使身体“时钟”失去节奏的因素可能会导致体重增加，并为肥胖提供新的治疗方法。

“当我们失去昼夜节律时，很多力量都在阻碍健康的新陈代谢，”两项研究的资深作者、生物化学副教授、GaleandIraDrukier儿童健康研究所成员MaryTeruel博士解释说在威尔康奈尔医学院。“我们了解得越多，我们就越有可能对此有所作为。”

在第一项研究中，特鲁埃尔博士及其同事模拟了库欣病或慢性压力等疾病对糖皮质激素(一类与压力相关的激素)日常波动的破坏性影响。为此，他们在小鼠皮下植入了21天内以恒定速率释放糖皮质激素的颗粒，并将它们与每天波动正常的正常小鼠进行比较。服用糖皮质激素颗粒的小鼠中棕色和白色脂肪的数量在21天内翻了一番，即使小鼠仍然吃与正常小鼠相同的健康饮食，它们体内的胰岛素水平也飙升。

“如果你在错误的时间给动物施加压力，它会产生巨大的影响，”特鲁埃尔博士说。“老鼠的饮食并没有不同，但新陈代谢的巨大转变会导致体重增加。”

令人惊讶的是，这些代谢紊乱似乎通过保持低血糖水平并防止脂肪在血液或肝脏中积累而具有“保护作用”。当他们取出颗粒时，代谢变化迅速逆转。

“这表明动物可以在一段时间内应对慢性压力，”她说。

在第二项研究中，Teruel博士和她的同事将一种红色荧光蛋白连接到控制重要生物钟基因表达的蛋白质上，并将一种黄色荧光蛋白连接到过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARG)上，PPARG是一种调节脂肪细胞生成的蛋白质。他们使用这两种荧光标记来监测小鼠脂肪细胞前体中PPARG和昼夜节律基因表达的日常波动。在一天的休息期间，他们发现一种称为CCAAT增强子结合蛋白α(CEBPA)的昼夜节律蛋白会导致PPARG的产生迅速增加。一旦PPARG水平达到某个阈值，前体细胞就会变成脂肪细胞，这个过程需要几天时间才能完成。

“变成脂肪细胞的决定在四个小时内迅速发生。这就像一个开关，”她说。“它只发生在一天中的特定时间。”

特鲁埃尔博士和她的同事现在正在努力了解为什么扰乱糖皮质激素的日常节律会触发暂时的保护性代谢变化。他们还想了解长期压力或高脂肪饮食是否会使这些变化永久化。这些研究的结果可能有助于确定使用糖皮质激素药物治疗哮喘等疾病的个体安全多长时间。

该研究还可能导致开发有助于重置肥胖人群昼夜节律的药物，以替代减肥手术等更具侵入性的治疗方法。另一种可能性可能是针对4小时窗口的疗法，此时脂肪细胞前体承诺成为脂肪细胞以防止过多的脂肪堆积。

特鲁埃尔博士和她的同事们还认为，学习如何使身体的细胞时钟与主生物钟同步至关重要。

“我们体内的每个细胞都有一个内在的细胞时钟，就像脂肪细胞一样，我们的大脑中有一个主时钟，它控制着激素的分泌，”她说。“我们正试图了解它们如何协同工作以及我们如何协调它们。”

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