在脂肪细胞中发现保护性基因
2012-04-11 17:25:46 来源：
丁香园 作者： 评论：0 点击：
科学日报（2012年4月1日）——以色列女执事医疗中心的研究人员称脂肪细胞可以保护人们不得糖尿病，这将改变人们对于肥胖和健康之间关系的认识。
在过去的十年中，有多个研究团队称脂肪细胞在控制血液中的葡萄糖含量及全身胰岛素水平中起到重要的作用。为了完成调节工作，脂肪细胞会从食物中获取一小部分的糖。
这项新的研究揭示了为什么葡萄糖对脂肪细胞如此重要。该研究团队发现一个新的在脂肪细胞内表达的基因，该基因参与一个对糖代谢起重要作用的调节系统。
“我们替换掉这个基因之后，发现动物更容易或者是不容易得糖尿病，”以色列女执事医疗中心医学系副主任，哈佛医学院医学教授，资深医学作家芭芭拉·卡恩说，“许多食物在人体中转化为糖,因此不需要多吃糖。”
本文研究的结果发表于4月1日的《自然》杂志上。在该项研究中,以色列女执事医疗中心的研究人员指准确地鉴定了人类肥胖和胰岛素抵抗的老鼠模型中的肥胖基因及其作用，并以采自胖子和瘦子的脂肪组织样品来支持该研究结果。
“两件事情是令人惊讶的——第一件事是,一个单独的基因居然能如此显著地改变脂肪细胞的新陈代谢,另一件事是，它在脂肪组织中选择性地调节以使整个身体保持稳定。”卡恩说。十二年前,卡恩第一次表明,脂肪细胞是转运糖，使一个人的血糖和胰岛素保持健康水平的主要调控器。
“传统的认为胖都是不好的观念是错误的。”以色列女执事医疗中心、哈佛大学医学院医学教员、论文第一作者马克·赫尔曼说，“肥胖一般与代谢障碍有关,使人更易得糖尿病、中风和心脏病,但是有很大一部分肥胖的人的代谢是正常的。我们一开始就在构建一种肥胖小鼠模型，使得肥胖的副作用与肥胖本身分离。”
在最新的研究中,有证据显示新发现的这个基因可以在葡萄糖摄入过程中保护人类脂肪。基于对123份采自非糖尿病人的脂肪组织样本的研究，德国的合作者发现了更多该基因的胰岛素敏感的功能。圣路易斯的另一合作者的38例脂肪样品的分析表明该基因的功能与肥胖而非糖尿病人的胰岛素敏感性有关。
“这是一个令人兴奋的发现。”欧洲糖尿病研究协会会长、瑞典哥德堡大学教授、医学博士史密斯·厄尔夫说。他本人并未参与此项研究。我们一直在探索为什么脂肪组织的糖代谢对全身的胰岛素敏感性是如此重要的原因。
在脂肪细胞里，新发现的基因作为一个葡萄糖传感器指导糖分转化为脂肪酸，这可能会引起强大的系统效应。当葡萄糖的水平上升时，该基因的产物活性提高。高活性的产物可以打开细胞将糖分转化成脂肪酸的机制。这一新奇的产物被称为β-糖类反应元件结合蛋白，或缩写为β- ChREBP。
另有科学家在肝脏中发现了该基因，同样的脂肪酸合成途径在肝脏中是有危害的。在肝脏中，将葡萄糖转化成脂肪酸将使得血液中的甘油三酯水平上升，并导致非酒精性脂肪肝。最新研究用的是卡恩的实验室二十年前培养出来的人类肥胖的小鼠模型。除脂肪细胞外，肥胖者细胞膜上的葡萄糖转运蛋白(GLUT4)数量减少（GLUT4在肌细胞和心脏细胞中也有发现）。凯恩通过研究基因突变小鼠脂肪细胞的GLUT4数量，来寻找肥胖与糖尿病之间的联系。
有一组小鼠脂肪细胞表面葡萄糖转运蛋白的数量达到了正常的5到10倍之多。这些小鼠虽然过度肥胖，但并未表现出通常与肥胖相关的疾病。另一组小鼠的脂肪细胞丢失了表面的葡萄糖转运蛋白，尽管有它们的体重正常，但还是产生了糖尿病的症状,。
“GLUT4有一些特性，”卡恩说。“当你醒来的时候，已经一夜没有吃过东西了，GLUT4转运蛋白在细胞内。在进食后的几分钟之内，葡萄糖达到血液并刺激胰岛素分泌，GLUT4转运蛋白就会转移到细胞表面。在进食之后，它能可靠、快速、动态、精确地维持人体的正常血糖浓度。”
现在,卡恩团队已经发现了拥有GLUT4的肥胖细胞是如何对整个身体的胰岛素敏感性的调节做出反应，并改变葡萄糖转运蛋白在细胞膜内外的情况。这项新的研究揭示了一个新的、有效的能将葡萄糖转化为脂肪酸基因产物。“我们当然不希望以此来告诉人们多摄入糖分。”卡恩说。
在未来的研究中,研究者将研究是否可以通过脂肪酸以及改变脂肪细胞或脂肪细胞的分泌物来直接激活该保护基因。以色列女执事医疗中心的研究团队从脂肪酸的角度出发进行研究，部分原因是这个角度是超越传统观念了。
一些脂肪酸对人体有意的概念已经不是什么新东西,但“直到最近,人们还是认为人类的脂肪组织没有能力合成很多类型的脂肪酸。”赫尔曼说。事实上,有益脂肪酸如来自鱼的脂肪酸以及其他一些从橄榄油中发现的脂肪酸,通常被推荐作为健康饮食的一部分。
人体的脂肪酸生成并不是有益的。“一直以来都认为是这样：血液中脂肪酸的浓度升高对新陈代谢是有害的，通常导致人体对胰岛素不敏感。”卡恩说。“我们的研究表明并不是这样子。有一个问题是，是否有一些特别的脂肪酸被是ChREBP数量增加而产生的。”
这项研究由美国国家卫生研究院、波士顿地区糖尿病内分泌学研究中心、波士顿营养肥胖研究中心、Picower和JPB基金会、拉德克利夫学院顶尖研究奖金、德意志研究联合会提供资金资助。
除了卡恩和赫尔曼外，参与本次研究的人员还包括以色列女执事医疗中心的研究员，OdileD. Peroni和Jorge Villoria；德国卡尔斯鲁厄Stadtisches Klinikum Karlsruhe的MichelR. Schon，来自华盛顿大学医学院的Nada A. Abumrad 和Samuel Klein；来自德国莱比锡大学的Matthias Bluher。
在过去的十年中，有多个研究团队称脂肪细胞在控制血液中的葡萄糖含量及全身胰岛素水平中起到重要的作用。为了完成调节工作，脂肪细胞会从食物中获取一小部分的糖。
这项新的研究揭示了为什么葡萄糖对脂肪细胞如此重要。该研究团队发现一个新的在脂肪细胞内表达的基因，该基因参与一个对糖代谢起重要作用的调节系统。
“我们替换掉这个基因之后，发现动物更容易或者是不容易得糖尿病，”以色列女执事医疗中心医学系副主任，哈佛医学院医学教授，资深医学作家芭芭拉·卡恩说，“许多食物在人体中转化为糖,因此不需要多吃糖。”
本文研究的结果发表于4月1日的《自然》杂志上。在该项研究中,以色列女执事医疗中心的研究人员指准确地鉴定了人类肥胖和胰岛素抵抗的老鼠模型中的肥胖基因及其作用，并以采自胖子和瘦子的脂肪组织样品来支持该研究结果。
“两件事情是令人惊讶的——第一件事是,一个单独的基因居然能如此显著地改变脂肪细胞的新陈代谢,另一件事是，它在脂肪组织中选择性地调节以使整个身体保持稳定。”卡恩说。十二年前,卡恩第一次表明,脂肪细胞是转运糖，使一个人的血糖和胰岛素保持健康水平的主要调控器。
“传统的认为胖都是不好的观念是错误的。”以色列女执事医疗中心、哈佛大学医学院医学教员、论文第一作者马克·赫尔曼说，“肥胖一般与代谢障碍有关,使人更易得糖尿病、中风和心脏病,但是有很大一部分肥胖的人的代谢是正常的。我们一开始就在构建一种肥胖小鼠模型，使得肥胖的副作用与肥胖本身分离。”
在最新的研究中,有证据显示新发现的这个基因可以在葡萄糖摄入过程中保护人类脂肪。基于对123份采自非糖尿病人的脂肪组织样本的研究，德国的合作者发现了更多该基因的胰岛素敏感的功能。圣路易斯的另一合作者的38例脂肪样品的分析表明该基因的功能与肥胖而非糖尿病人的胰岛素敏感性有关。
“这是一个令人兴奋的发现。”欧洲糖尿病研究协会会长、瑞典哥德堡大学教授、医学博士史密斯·厄尔夫说。他本人并未参与此项研究。我们一直在探索为什么脂肪组织的糖代谢对全身的胰岛素敏感性是如此重要的原因。
在脂肪细胞里，新发现的基因作为一个葡萄糖传感器指导糖分转化为脂肪酸，这可能会引起强大的系统效应。当葡萄糖的水平上升时，该基因的产物活性提高。高活性的产物可以打开细胞将糖分转化成脂肪酸的机制。这一新奇的产物被称为β-糖类反应元件结合蛋白，或缩写为β- ChREBP。
另有科学家在肝脏中发现了该基因，同样的脂肪酸合成途径在肝脏中是有危害的。在肝脏中，将葡萄糖转化成脂肪酸将使得血液中的甘油三酯水平上升，并导致非酒精性脂肪肝。最新研究用的是卡恩的实验室二十年前培养出来的人类肥胖的小鼠模型。除脂肪细胞外，肥胖者细胞膜上的葡萄糖转运蛋白(GLUT4)数量减少（GLUT4在肌细胞和心脏细胞中也有发现）。凯恩通过研究基因突变小鼠脂肪细胞的GLUT4数量，来寻找肥胖与糖尿病之间的联系。
有一组小鼠脂肪细胞表面葡萄糖转运蛋白的数量达到了正常的5到10倍之多。这些小鼠虽然过度肥胖，但并未表现出通常与肥胖相关的疾病。另一组小鼠的脂肪细胞丢失了表面的葡萄糖转运蛋白，尽管有它们的体重正常，但还是产生了糖尿病的症状,。
“GLUT4有一些特性，”卡恩说。“当你醒来的时候，已经一夜没有吃过东西了，GLUT4转运蛋白在细胞内。在进食后的几分钟之内，葡萄糖达到血液并刺激胰岛素分泌，GLUT4转运蛋白就会转移到细胞表面。在进食之后，它能可靠、快速、动态、精确地维持人体的正常血糖浓度。”
现在,卡恩团队已经发现了拥有GLUT4的肥胖细胞是如何对整个身体的胰岛素敏感性的调节做出反应，并改变葡萄糖转运蛋白在细胞膜内外的情况。这项新的研究揭示了一个新的、有效的能将葡萄糖转化为脂肪酸基因产物。“我们当然不希望以此来告诉人们多摄入糖分。”卡恩说。
在未来的研究中,研究者将研究是否可以通过脂肪酸以及改变脂肪细胞或脂肪细胞的分泌物来直接激活该保护基因。以色列女执事医疗中心的研究团队从脂肪酸的角度出发进行研究，部分原因是这个角度是超越传统观念了。
一些脂肪酸对人体有意的概念已经不是什么新东西,但“直到最近,人们还是认为人类的脂肪组织没有能力合成很多类型的脂肪酸。”赫尔曼说。事实上,有益脂肪酸如来自鱼的脂肪酸以及其他一些从橄榄油中发现的脂肪酸,通常被推荐作为健康饮食的一部分。
人体的脂肪酸生成并不是有益的。“一直以来都认为是这样：血液中脂肪酸的浓度升高对新陈代谢是有害的，通常导致人体对胰岛素不敏感。”卡恩说。“我们的研究表明并不是这样子。有一个问题是，是否有一些特别的脂肪酸被是ChREBP数量增加而产生的。”
这项研究由美国国家卫生研究院、波士顿地区糖尿病内分泌学研究中心、波士顿营养肥胖研究中心、Picower和JPB基金会、拉德克利夫学院顶尖研究奖金、德意志研究联合会提供资金资助。
除了卡恩和赫尔曼外，参与本次研究的人员还包括以色列女执事医疗中心的研究员，OdileD. Peroni和Jorge Villoria；德国卡尔斯鲁厄Stadtisches Klinikum Karlsruhe的MichelR. Schon，来自华盛顿大学医学院的Nada A. Abumrad 和Samuel Klein；来自德国莱比锡大学的Matthias Bluher。
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