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2016年12月7日


斯坦福大学医学院的科学家们发现了一种激素,可以控制脂肪细胞成熟的第一步。它有助于解释高脂肪的饮食,压力和某些类固醇药物是如何导致肥胖的。

新的研究结果将于1025日发表在科学信号杂志上。

在身体周围,脂肪仓库包含许多成熟的脂肪细胞和少量的干细胞。这些干细胞可以分化成更多的脂肪细胞,但到现在为止,还没有人知道这个过程是如何被触发的。

新的研究表明,成熟的脂肪细胞产生一种叫做ADAMTS1的激素,可以控制附近干细胞的分化和成为储存脂肪。研究发现,高脂肪的饮食和糖皮质激素药物改变了ADAMTS1的产生,告诉附近的干细胞开始变成成熟的脂肪细胞。

“直观地说,人们知道,当你吃得更多的时候,你会变得更胖,”儿科学的助理教授和该研究的高级作者医学博士Brian Feldman说。“你在摄入食物,同时一些信号会告诉你的身体多制造些脂肪。我们不知道在体内是什么控制或触发这个过程。这项新的研究有很长的路要走。”

该论文的第一作者是博士后学者Janica Wong博士。

近几十年来,世界各地的科学家揭露了脂肪细胞并不是因为热量被动产生的。除了他们的储存功能,成熟的脂肪细胞已知的还会发送和接收许多激素信号,来帮助调节代谢。

脂肪细胞实验

识别ADAMTS1的作用,了解它是如何工作的,费尔德曼的团队进行了一系列的实验,在培养皿中使用脂肪细胞和它们的前体细胞,随后应用在小鼠和人类的研究。他们通过寻找改变糖皮质激素类药物的活性的基因开始他们的研究。这些药物包括强的松和地塞米松,都有着严重的,消极的促进肥胖和糖尿病的副作用。科学家们想知道是如何产生影响的。在他们的调查结果中:

实验用小鼠的脂肪组织,显示正常的成熟脂肪细胞分泌ADAMTS1。当小鼠给予糖皮质激素时,其水平下降。

比正常小鼠要分泌更多ADAMTS1的转基因小鼠,有着比正常小鼠更低的脂肪仓库以及更少的成熟脂肪细胞。

当纯化的ADAMTS1加入脂肪干细胞时,它可以阻止糖皮质激素的诱导分化,这表明它通常作为一种细胞外的信号。

一旦到达脂肪干细胞, ADAMTS1将其信息通过一组细胞内信号与细胞糖皮质激素反应途径相重叠。被称为多效途径的细胞信号分子起着重要的作用;阻断分子的信号块是干细胞对ADAMTS1的回应。

最后,经过收集ADAMTS1是激素的证据,以及它是否在控制脂肪干细胞分化中起着很大的作用,研究人员喂养高脂饮食的老鼠和人类研究这是如何影响ADAMTS1信号的。正如预期的那样,在吃高脂肪的饮食后,小鼠变得更胖,新的脂肪细胞主要在动物的内脏脂肪组织,位于内脏器官周围的脂肪。老鼠们的这种类型的脂肪组织会使ADAMTS1下降。皮下脂肪组织,皮肤下的脂肪,将会看到之前相反的反应:有更多ADAMTS1产生和更少的脂肪细胞成熟。

结果表明,高脂肪的饮食更多的会导致内脏脂肪细胞的成熟而不是皮下脂肪细胞,而Adamts1是调节着两种肥胖的主要区别。那些由于高脂肪饮食而增重的人,就经历着研究团队在小鼠实验中观察到的Adamts1持续反应。

应激激素的影响

结果表明,高脂肪的饮食以及合成和天然的压力激素与肥胖相关。从本质上讲,应激激素通过ADAMTS1发送消息,使更多的脂肪细胞成熟。“我们认为这是一个困难时刻前的信号,一个触发存储尽可能多的可用能量的信号,”费尔德曼说。

当人们吃高脂肪的饮食,但没有压力或服用糖皮质激素类药物时,也会让相同的信号工作,他补充说。“我们已经基本上看到,糖皮质激素信号与高脂肪的进食方式镶嵌在一起。而把这些相关的点联系在一起真的很令人兴奋。”

这项研究的结果不排除发现其他的激素也影响决定脂肪细胞成熟的可能性;然而,ADAMTS1可能是最重要的一种,费尔德曼说。“可能有一组监管部门,但ADAMTS1效力表明它是一个占主导地位的信号,重要的一员,”他说。

关于ADAMTS1科学家们仍然有很多问题没有解决,包括是否可以作为抗肥胖的药物。

“这不会是一个简单的答案,”费尔德曼说。“如果你阻止脂肪的形成,额外的热量必须积累在身体的某个地方,并把他们转移到其他脂肪细胞以外的地方可能更不利于代谢。例如,我们从其他研究人员的工作中得知,肝脏和肌肉都不是很好的储存脂肪的地方。我们认为将有以我们的发现为基础的新的治疗方法的机会,但不是通过简单地阻断脂肪的形成。”

费尔德曼说,研究结果还可以帮助科学家了解儿童时期脂肪的形成是如何影响终身性肥胖风险的。“我们知道,脂肪是一个重要的内分泌器官,几乎完全是在童年时期形成的,”他说。“在儿童时期脂肪形成的速度对终身都有影响,同时了解脂肪是如何控制和调节也是十分重要的。”

(选自《麦肯息讯》2016(医药)适用版)

 

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