德克萨斯大学西南科学家领导的一项新研究表明,增加一种集中在棕色脂肪中的蛋白质似乎可以降低血糖,提高胰岛素敏感性,并通过将白色脂肪重塑到更健康的状态来预防脂肪肝疾病。这一发现发表在《科学》杂志的网上自然通讯,可能最终为糖尿病及相关疾病患者带来新的解决方案。
“通过利用这个自然系统,我们可能能够帮助脂肪储存在新陈代谢上更加健康,并有可能预防或治疗与肥胖相关的糖尿病,”研究负责人、UTSW内科副教授Perry E. Bickel医学博士说。
数以千万计的美国人患有2型糖尿病,这种疾病的特征是血糖升高和对胰岛素的抵抗,胰岛素是一种允许细胞将血糖转化为能量的激素。这种疾病与肥胖有关,在易感人群中,过量的白色脂肪组织(WAT)——储存身体大部分能量的脂肪组织——与血糖升高和胰岛素抵抗有关。人类和其他哺乳动物也有第二种脂肪,被称为棕色脂肪组织(BAT),它能够在低温下燃烧脂肪,以增加体温。Bickel说,BAT已经被研究为减肥的潜在目标,但也可能在改善血糖方面发挥独立于减肥的作用。
在这项研究中,Bickel和他的同事,包括联合领导Violeta I. Gallardo-Montejano,医学博士,UTSW的讲师,发现棕色脂肪可以发挥重要的预防糖尿病的作用。研究人员是在研究表皮蛋白5 (PLIN5)时发现这一发现的,表皮蛋白5是一种在细胞内包裹脂滴的蛋白质,尤其是在BAT中。
当研究小组对小鼠进行基因工程改造,使其在BAT中产生额外的PLIN5时,与PLIN5水平正常的小鼠相比,这些动物在葡萄糖耐量测试中保持了明显较低的血糖浓度和较高的胰岛素敏感性。他们的脂肪肝也较少,这是一种与2型糖尿病相关的疾病。
为了寻找这些积极变化背后的机制,科学家们发现,经过基因工程改造的老鼠体内的BAT线粒体已经适应了燃烧更多的脂肪,这与放置在低温环境中的动物相似。然而,这种适应不足以解释降血糖的效果。仔细观察,研究人员发现,棕色脂肪细胞中含有额外PLIN5的动物的白色脂肪细胞更小,一些炎症标志物也减少了——这些变化与对胰岛素和糖代谢的敏感性提高有关。
Bickel指出,BAT似乎以某种未知的方式与WAT交流,当棕色脂肪细胞内PLIN5水平升高时,可能会通过血液发送一种分子因子。
Bickel说:“我们想要解决的下一个问题是这个因素是什么,以及我们是否可以利用它来治疗。”
该研究由美国国立卫生研究院(R01DK115875、R01DK112826和R01DK108833)和韦恩州立大学启动基金资助。
对这项研究做出贡献的其他研究人员包括犹他大学的杨超峰和已故的Lisa Hahner,克利夫兰诊所的Joshua A. Johnson,约翰L. McAfee,犹他大学的William L. Holland和韦恩州立大学医学院的Rodrigo Fernandez-Valdivia。
Bickel是Daniel W. Foster医学博士,内科杰出主席。
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