代谢研究大牛Cell发表重要成果

　　2016年07月02日讯 Dana-Farber癌症研究所的研究人员与加州大学伯克利分校的科学家们合作，发现了使得细胞燃烧卡路里产生热量，而不会将它们当作脂肪储存起来的一条天然分子信号通路。这提出了采用一种新方法来治疗和预防肥胖、糖尿病以及其他肥胖相关代谢疾病包括癌症的可能性。他们的研究结果发表在《细胞》（Cell）杂志上。

　　领导这项研究的就是代谢研究领域的一位权威科学家：Dana-Farber 癌症研究所能量代谢与慢性病中心主任、哈佛医学院细胞生物学与医学教授Bruce Spiegelman。据称，这位学者的名号对做代谢的来说都是如雷贯耳，一直引领代谢研究领域的潮流。代谢里很多重要基因都和他有密切的关系，PPARr, PGC1 family, PRDM16等等，并且从他实验室走出来的学生也都在代谢领域发挥着重要的作用。

　　早在2008年的一篇论文中，Spiegelman实验室就提出了白色脂肪和棕色脂肪之外的第三类脂肪的存在。这被评选为年度十大科学突破成果之一。

　　2012年7月，Spiegelman领导达纳法伯癌症研究所的科学家们从成人体内分离出了一种新型能量消耗脂肪细胞，他们称这种细胞可能具有治疗肥胖的潜力。相关成果发布在Cell杂志上（华人博士Cell绘制第三类脂肪遗传图谱）。

　　2012年9月，Spiegelman课题组报告称通过按动一个在白色脂肪细胞中新发现的分子开关，可使得喂食高热量饮食的小鼠不形成肥胖或引起胰岛素抵抗的炎症。该研究发布在Cell杂志上，为我们提供了脂肪细胞生热作用（燃烧卡路里产生热量）与炎症形成的第一个已知分子联系（院士《Cell》代谢与炎症的交集）。

　　2013年，Spiegelman研究组取得了脂肪细胞研究的又一重要成果：证实脂肪细胞能通过与β-肾上腺素受体（β-AR）无关的途径进行热量控制调节，也就是说温度可能可以直接在某些脂肪细胞中刺激产热。这一研究成果公布在PNAS杂志上（代谢研究大牛PNAS发现脂肪细胞新作用 ）。

　　在这篇最新Cell文章中，Spiegelman领导科学家们在小鼠燃烧能量的棕色和米色脂肪细胞中发现了这一机制。他们确定了由这些细胞分泌的一种酶PM20D1触发生成了叫做N-酰基氨基酸（N-acyl amino acids）的化合物。这些N-酰基氨基酸将脂肪燃烧与其他的代谢过程“解偶联”，使得体重减轻。这样的“解偶联剂”被称作为合成化学物质，却是第一个已知具有解偶联活性的天然小分子。

　　当他们将N-酰基氨基酸注入到喂食高脂饮食的肥胖小鼠体内时，研究人员注意到治疗8天后小鼠体重显著减轻。体重减轻完全发生在脂肪组织中。

　　Spiegelman说：“这些数据无疑表明了，临床上可以在给予PM20D1或N-酰基氨基酸来治疗肥胖及其他的肥胖相关疾病，例如糖尿病和脂肪肝病。”

　　棕色脂肪是存在于动物体内的一种脂肪组织，其颜色是源于它包含大量的线粒体，在人体中只有少量的棕色脂肪。线粒体是细胞呼吸作用的主要场所，将来自消耗食物的葡萄糖转换为三磷酸腺苷（ATP）分子，ATP在细胞内负责运送化学能驱动它的功能。

　　棕色脂肪细胞的独特之处在于，它们消耗葡萄糖而不生成ATP。这称作为“解偶联呼吸作用”。非但不生成ATP，棕色细胞还会利用它们的能量来燃烧脂肪中储存的卡路里，在这一过程中释放出大量的热量。本来，棕色脂肪细胞是进化来保护新生儿免受低温侵害的。但Spiegelman和其他研究人员的研究表明，可以利用棕色脂肪作为一种肥胖疗法，这一研究工作正在一些实验室和公司进行中，目的旨在增加人体中的棕色脂肪数量--例如将它注入人体内。

　　在这项新研究之前，人们认为称作为UCP1的线粒体蛋白是棕色细胞能够产热而不从事任何工作的唯一根源。UCP1只存在于棕色和米色脂肪细胞中。

　　现在，Spiegelman发现了独立于UCP1的一条替代信号通路，通过这条信号通路N-酰基氨基酸可以启动这两种细胞和肝脏中的能量燃烧。Spiegelman说在给予N-酰基氨基酸的肥胖小鼠中体重减轻“非常显著，需要在科学研究中对其进行进一步的评估。”