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研究人员发现调节小鼠脂肪燃烧的分子开关

导读波士顿——与包括癌症、糖尿病和心血管疾病在内的严重健康问题有关,肥胖影响着美国超过三分之一的成年人。目前,可用于肥胖患者的安全有效

波士顿——与包括癌症、糖尿病和心血管疾病在内的严重健康问题有关,肥胖影响着美国超过三分之一的成年人。目前,可用于肥胖患者的安全有效的非手术治疗干预很少。

现在,一个多学科研究小组已经证明,一种名为 Them1 的代谢调节分子通过阻止细胞获得燃料来源来防止细胞中的脂肪燃烧。在贝斯以色列女执事医疗中心 (BIDMC) 的显微镜专家和威尔康奈尔医学院和纽约长老会的新陈代谢专家的带领下,这项研究可能有助于开发一种新型的肥胖症治疗方法。该团队的研究结果于 6 月 9 日发表在Nature Communications 上。

为了帮助解释蛋白质 Them1 如何关闭热量产生,BIDMC 的细胞生物学和显微镜专家、BIDMC 外科学系研究副主任 Susan Hagen 博士和她实验室的博士后研究员 Yu Li 博士,使用光学和电子显微镜观察 Them1 在实验室培养的小鼠棕色脂肪细胞中的作用。

“Them1 是一个有趣的分子,”Hagen 说。“如果你抑制或阻止它的表达,新陈代谢就会增加,从而减轻体重。”

实验表明,当细胞受到刺激燃烧脂肪时,化学修饰会导致 Them1 分子在整个细胞中扩散或扩散。这将释放细胞强国称为线粒体能够有效地把细胞“胖门店转化为能量。但是当刺激停止时,Them1 分子会迅速重组为一种称为生物分子凝聚物的结构。位于线粒体和它们用作燃料的脂肪之间,凝聚的 Them1 分子限制了能量的产生。

“结果非常有趣,”同时兼任 BIDMC 显微镜和组织学核心设施主任、哈佛医学院外科副教授的哈根说。“我们询问了其他显微镜专家,他们是否曾经看到过类似我们在静息细胞中发现的异常图像。使用非常复杂的电子显微镜技术,我们能够展示——据我们所知,这是第一次——双分子凝聚物在电子显微镜下的样子。”

“这项研究解释了一种调节新陈代谢的新机制,”威尔康奈尔医学和纽约长老会/威尔康奈尔医学中心胃肠病学和肝病学部主任、威尔康奈尔医学文森特阿斯特特聘医学教授大卫科恩说。“Them1 破解了能量管道,切断了燃烧能量的线粒体的燃料供应。人类也有棕色脂肪,在寒冷的条件下会产生更多的 Them1,因此这些发现可能对治疗肥胖症具有令人兴奋的意义。”

Cohen 和 Hagen 都是哈佛消化疾病中心的成员,自 1983 年以来一直是合作者。目前的研究——部分由美国国立卫生研究院提供的为期五年的多 PI 资助——还包括在结构方面具有专业知识的合作者埃默里大学生物学。

“这是我一生中最有趣的科学,”哈根补充道。“包括多名具有不同专业知识的主要调查员,可以让您有能力做自己永远无法做的事情。”

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