科学家在小鼠身上创造了能消耗能量的棕色脂肪
2009-08-03 21:54:17   来源：   作者：  评论：0 点击：

2009年7月30日出版的科学日报报道：丹纳－法伯癌症研究中心的研究人员利用工程老鼠和人类细胞制造出了棕色脂肪，这是一种能够天然燃烧卡路里从而对抗肥胖的脂肪。科学家评论说，如果这一策略能够应用于人类，这将为肥胖和糖尿病的治疗打开创造性的新篇章。

一个由Bruce Spiegelman博士领导的小组，已经证实了一种分子水平的部分转化。这一转化可以使通常分化为肌细胞的未分化前体细胞转变为棕色脂肪细胞。科学家成功在实验室内应用这种转化使其他类型的细胞制造棕色脂肪，即通常所说的棕色脂肪组织（BAT）。《自然》杂志的网络版，作为新进在线出版物，在7月29日对这一发现进行了报道。

科学家们将这种被称为eBAT（基因工程BAT）的人工合成棕色脂肪前体移植入成年小鼠体内，探讨他们天生棕色脂肪储存量。这一实验显示，棕色脂肪移植物能够以极高的效率燃烧卡路里，这些卡路里如果不被燃烧就会转变为白色脂肪组织进行储存。

“由于棕色脂肪细胞有很高的容量，能够消耗过剩的能量和对抗肥胖，eBAT在治疗肥胖方面有很大的潜力，”论文的第一作者Shigo Kajimura 博士说，“我们正在朝这方面努力。”

膳食中过量的卡路里储存于白色脂肪细胞中，囤积于身体，特别是大腿和腹部。超重人体所积累的脂肪含量在这些白色脂肪细胞中施加压力，发出一种使人体器官和循环系统产生炎症的信号，增加心脏疾病和糖尿病的发病风险。

相比之下，棕色脂肪恰恰相反。它在进化中帮助动物抵御寒冷和预防肥胖。棕色脂肪细胞中有大量的线粒体--一种极小的细胞器，他们可以消耗氧气，燃烧膳食中的糖类来进行产热而不是把能量储存成为脂肪。

科学家一直认为棕色脂肪存在于年幼的动物和人类的新生儿，实际上却不存在于成人。然而，最近研究人员利用现代PET（正电子发射断层）扫描，检测那些积极吸收糖类的组织，以寻找成人棕色脂肪的沉积。这一实验揭示从颈部到胸部的区域竟然分布有大量棕色脂肪。

在2007年，由Patrick Seale博士（论文的第二作者）领导的Spiegelman团队发现了一种蛋白--PRDM16，它决定着前体肌细胞是像成熟肌细胞转变还是向棕色脂肪细胞转变。

但是这些并不是发现的全部。科学家怀疑PRDM16与另一种未知的蛋白质一起作用于棕色脂肪的转变。这已经被证明了。在新的实验中，Spiegelman团队发现PRMD16和蛋白C、EBP－β串联组合，只有这种双体联合形式才足以启动是棕色脂肪在几种不同类型的细胞发育。

发现PRDM16-C / EBP-beta串联组合可以改变其他类型的细胞的身份,迫使他们变成棕色脂肪细胞,研究者们使用病毒把串联组合变成胚胎小鼠被称为成纤维细胞的结缔组织细胞。他们还将这一串联组合安装到了成年小鼠皮肤细胞中,以及新生儿行割礼时除掉的人体皮肤细胞。

在这三个例子中,纤维原细胞均产生了成熟的棕色脂肪细胞。科学家们接着将这些细胞转移到老鼠生产的棕色脂肪组织中。正像他们所预料的那样，PET扫描证实了在动物体内的这一新的棕色脂肪组织在不断燃烧。实验结果并没有测试是否有多余的棕色脂肪保护小鼠，使小鼠远离肥胖。
　
Spiegelman对这个结果表示，我们必须坚信，操纵棕色脂肪的串联组合的方法是一种对待患有肥胖症、糖尿病等病的潜在方式。一个办法是从病人身上去除一些组织,加入PRMD16和蛋白C、EBP－β串联组合,并把它植入病人想要制造额外棕色脂肪的地方。

有一种情况更有可能,Spiegelman分析,有可能的话将考虑生产一种药物来不依靠移植而使病人加快棕色脂肪的生产，“如果我们能找到这样的激素，那么我们就有理由相信我们能够提供一种直接治疗肥胖的方法。”

本文的其他作者有：哈佛医学院的Kazuishi Kubota博士和Steven P. Gygi博士，贝丝雅各医疗中心博士Elaine Lunsford和John V. Frangioni
　
研究得到了由美国国家卫生研究院和Picower基金的支持。