与储存能量的白色脂肪组织(WAT)不同,棕色脂肪组织(BAT)能以热量形式耗散能量,这一过程称为“产热”。激活或扩增BAT已成为有吸引力的减肥策略,但迄今为止开发的方法受限于疗效差或严重副作用。例如,使用肾上腺素能激动剂刺激BAT会出现显著的心血管副作用。
7月5日,发表在Nature上,由德国波恩大学研究人员领导的一项研究鉴定出一种可以燃烧脂肪从而抵抗肥胖的关键分子——肌苷(inosine),它是细胞凋亡过程中释放的代谢物。并且,研究进一步揭示了ENT1蛋白通过调控BAT中的肌苷水平来影响能量消耗。降低ENT1蛋白水平能够促进能量消耗,抑制肥胖。
来源:Nature
BAT靶向治疗的发展受到了肥胖和衰老期间BAT丢失的阻碍。此外,BAT凋亡的机制和作用尚不清楚。为了更好地理解这一过程,作者首先对经历凋亡的小鼠棕色脂肪细胞上清液进行了非靶向代谢组学分析,发现其释放出一种特定的代谢产物,其中富含嘌呤代谢物,最多的之一是肌苷。它能刺激健康棕色脂肪细胞产热,并在体外促进成熟白色脂肪细胞褐变。
进一步研究表明,肌苷的这些作用是通过在产热脂肪细胞中Gs偶联嘌呤能P1受体A2A和A2B激活cAMP/蛋白激酶A/p38通路介导的。
产热脂肪细胞中肌苷生成、清除和作用的示意图。(来源:Nature)
对小鼠的间接量热研究显示,肌苷注射液增强了全身能量消耗。与对照组小鼠相比,当高脂肪饮食(HFD)组小鼠用肌苷治疗4周时,其体重增加反而减少,BAT产热和WAT褐变增加。在饮食诱导肥胖的小鼠中,26天每天注射肌苷(同时接受HFD),可显著降低体重、脂肪质量和空腹血糖。
接下来,作者研究了脂肪细胞如何调节细胞外肌苷水平。他们