过多食用巧克力可令细胞中毒死亡

上一篇 / 下一篇  2011-08-26 11:41:18

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过多食用巧克力除了增加体重外,还会形成一个有毒环境,杀死细胞。研究人员表示他们找到了在这一过程中扮演重要角色的因素,也就是核仁小分子RNA。科学家此前认为这种RNA分子只修饰其他RNA分子。抑制这些令人吃惊的RNA分子能够提供一种新方式,对抗肥胖。肥胖是导致心脏病和肾衰竭的主要原因之一。

通常情况下,如果我们过度放纵由贮脂细胞构成的脂肪组织,便会有过量卡路里在血液中循环。脂肪细胞并不总能应付现代饮食结构中的大量脂肪,导致过量脂肪在血液中循环。当体内其他细胞获取额外脂肪时,便会破坏内部机制和基因活性,导致它们以“自杀”方式结束自己的生命。这种大规模细胞“自杀”事件会导致肾脏和心力衰竭。

此项研究由圣路易斯华盛顿大学的心脏病学家吉恩·斯查菲领导,研究论文刊登在《细胞-代谢》上。研究过程中,他们发现了一种似乎应对这种细胞中毒身亡负责的基因。这个基因的rpL13a片段并不对蛋白质编码,而是对名为“核仁小分子RNA”(snoRNA)的RNA分子进行编码。这种分子的主要工作是修饰其他RNA分子。

为了确定核仁小分子RNA是否在高脂肪环境下导致细胞死亡,斯查菲和同事将由这种基因编码的3个核仁小分子RNA加入带有遭破坏的rpL13a基因的细胞。这些细胞随后自杀身亡。其他实验结果表明,大量脂肪酸的存在提高了蛋白质和rpL13编码的核仁小分子RNA数量。rpL13a产生的核仁小分子RNA抑制细胞活动,致使细胞因大量压力死亡,而不仅仅是脂肪过量。研究人员将一种荧光标签植入核仁小分子RNA,最后发现核仁小分子RNA并不像以前认为的那样留在细胞核内,而是进入细胞质。在细胞质中发现核仁小分子RNA说明,这种分子拥有很多研究人员未知的功能。

斯查菲表示,这项研究为预防糖尿病和肥胖症等疾病造成的生理损伤开辟了新方式,原因在于研究人员已经找到未来药物研发应锁定哪些分子。美国北卡罗来纳州立大学生物学家斯图亚特·麦克斯韦表示,这是一项重要的研究,因为研究表明核仁小分子RNA能够帮助确定细胞是否死于自杀。他说:“这项研究促使人们考虑这些RNA分子除了传统功能外还扮演其他哪些角色。传统观点认为它们的功能仅限于修饰其他RNA分子。”

推荐原文出处:

Cell  metabolic  DOI:10.1016/j.cmet.2011.04.009

Small Nucleolar RNAs U32a, U33, and U35a Are Critical Mediators of Metabolic Stress

Carlos I. Michel, Christopher L. Holley, Benjamin S. Scruggs, Rohini Sidhu, Rita T. Brookheart, Laura L. Listenberger, Mark A. Behlke, Daniel S. Ory, Jean E. Schaffer

Lipotoxicity is a metabolic stress response implicated in the pathogenesis of diabetes complications and has been shown to involve lipid-induced oxidative stress. To elucidate the molecular mechanisms of lipotoxicity, we used retroviral promoter trap mutagenesis to isolate a cell line that is resistant to lipotoxic and oxidative stress. We show that loss of three box C/D small nucleolar RNAs (snoRNAs) encoded in the ribosomal protein L13a (rpL13a) locus is sufficient to confer resistance to lipotoxic and oxidative stress in vitro and prevents the propagation of oxidative stress in vivo. Our results provide evidence for a previously unappreciated, non-canonical role for box C/D snoRNAs as regulators of metabolic stress response pathways in mammalian cells.


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