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燃烧脂肪的开关找到了!《自然》子刊:简单控制,长期享受减肥效果

Image▎药明康德内容团队编辑

在许多人眼里,脂肪是肥胖的元凶,尤其是日益变得圆鼓鼓的肚子简直就是储存脂肪的仓库。但在我们体内,并非所有的脂肪都是让人变胖的。像引人注意的腹部和腿部堆积脂肪基本属于白色脂肪组织(WAT),WAT细胞大部分体积都被脂滴所占据,也是能量储存的关键组织。

但还有一类脂肪组织与WAT功能截然相反,它们因为外观呈棕色也被称作棕色脂肪组织(BAT),BAT细胞的体积比WAT细胞要更小,并且主要帮助燃烧卡路里,以热量的形式释放出去。

在很长一段时间里,科学家认为BAT只存在于婴儿或者一些体型较小的动物体内。近些年一些研究逐渐改变了这一认知,不断有证据显示成年人类同样可以保持一定数量的BAT,它们会在寒冷状态下被激活,为身体提供热量,维持正常体温。

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图片来源:123RF

这些发现也让研究者看到了一种新的肥胖治疗策略:或许通过药物合理地激活BAT,就能不知不觉地帮助人体消耗掉能量。但这个策略想要成功,必须先解决BAT自动“失活”的问题。

来自南丹麦大学和德国波恩大学的研究团队最新发现,BAT在被激活后不久就会受到内部调控机制而关闭,而其中一个名为AC3-AT的蛋白则承担着及时调控BAT活性的工作,因此如果能适时地阻止AC3-AT功能,BAT就有望长久地发挥产热功能,让减肥成为可能。

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▲研究已经发表于《自然-代谢》上
据论文介绍,AC3属于跨膜腺苷酸环化酶(AC)家族,该酶可以刺激cAMP合成,并激活脂肪分解的过程。作者在小鼠的冷暴露实验中,检测了BAT和WAT中AC的变化,他们发现不同于其他的AC成员,AC3在BAT中有着特殊的作用,并且对于BAT的冷适应和cAMP合成必不可少。
在进一步的探索中,研究者发现在激活的BAT中会表达一种特殊的AC3形式,AC3转录本被截短了,并生成了AC3-AT(truncated AC3),这也是首次有研究发现这种短片段的AC3。这不禁让他们对AC3-AT的功能感到极大兴趣。
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▲敲除AC3-AT可以让BAT长期燃烧能量(图片来源:参考资料[1])
细胞实验中,他们发现AC3-AT会改变AC3在细胞内部的定位,从而限制cAMP生物合成,AC3-AT的存在会阻止有氧代谢,实际也抑制了BAT的产热过程。它就像一个开关,决定着何时停止热量产生,防止个体能量无节制地消耗。
小鼠实验中,作者尝试敲除了部分小鼠的AC3-AT编码基因,这些实验小鼠与野生小鼠都在高脂饮食条件下饲养了15周。结果那些缺乏AC3-AT的小鼠可以显著抵抗肥胖,它们的体重增加比对照组要少得多,体内的脂肪累积量更少。
“这些小鼠能更持久地激活BAT,它们的身体更擅长燃烧卡路里。”研究作者之一Hande Topel博士表示,而了解AC3-AT不仅可以揭示BAT的调节机制,还有望增进我们对相关疾病的理解。作者还指出,除了小鼠,人类体内也存在AC3-AT这种蛋白,因此合理地抑制AC3-AT是一个极具前景的肥胖治疗方向。

参考资料:

[1] Khani, S., Topel, H., Kardinal, R. et al. Cold-induced expression of a truncated adenylyl cyclase 3 acts as rheostat to brown fat function. Nat Metab (2024). https://doi.org/10.1038/s42255-024-01033-8

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