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院士《细胞》揭示代谢与炎症的交汇点:TRPV4分子开关

来自美国哈佛医学院达纳法癌症研究所的科学家们报告称,他们通过按动一个在白色脂肪细胞中新发现的分子开关,使得喂食高热量饮食的小鼠没有形成肥胖或引起胰岛素抵抗的炎症。该研究发布在9月28日的《细胞》(Cell)杂志上,为我们提供了脂肪细胞生热作用(燃烧卡路里产生热量)与炎症形成的第一个已知分子联系。

文章通讯作者是美国科学院院士Bruce M. Spiegelman,哈佛大学医学院的教授。2008年,他曾发现棕色脂肪的转换开关蛋白,这一成果被Science杂志评为年度十大突破之一。

过去这两个过程被认为分别受到控制。生热作用在代谢和维持健康体重中起重要作用。炎症可以触发胰岛素抵抗,这是糖尿病的一个前兆。

研究人员发现这个开关分子是一种称作TRPV4的蛋白,在白色脂肪细胞中高表达。在肥胖个体中,白色脂肪细胞会储存多余的热量并变得充盈。

在这项研究中,研究人员培育出了缺失TRPV4的小鼠,或是采用给药的方式使小鼠中的TRPV4失活。在缺乏TRPV4的情况下,白色细胞开启了一套基因消耗能量产生热量,而没有将能量储存为多余的脂肪。这种“生热作用”过程通常发生在棕色或褐色脂肪这些所谓的“好脂肪”中,它们被发现主要存在于小动物和人类婴儿体内,帮助抵御寒冷。

当TRPV4缺陷小鼠被给予数周的高热量饮食,它们没有变胖,脂肪细胞炎症和胰岛素抵抗的水平降低。

Spiegelman说:“我们已经确定了一个靶标,当受到抑制时能够激活褐色脂肪组织并抑制炎症。TRPV4的作用是充当了脂肪细胞中生热作用和促炎症程序的一个调控因子,从而为治疗肥胖及相关代谢性疾病提供了一个有吸引力的靶点。”

过去在Spiegelman实验室发现的一个共激活蛋白PGC-1 alpha帮助开启了生热作用产生热量。Spiegelman和他的同事们证实TRPV4在白色脂肪细胞中阻断了PGC-1 alpha。在实验小鼠中抑制TRPV4会上调PGC-1 alpha表达,引发生热作用。

一种称作GSK205的实验化合物被用来抑制动物研究中的TRPV4。Spiegelman说这项技术已被授权给Ember Therapeutics公司进一步开发。

就潜在的治疗而言,Spiegelman说:“针对如代谢性疾病这样复杂的事物,任何单一的新方法都不太可能起作用,但是我们的TRPV4实验显示了这一策略的有效性,它看起来是非常安全的。”

(生物通:何嫱)

(责任编辑:泉水)