科学家发现脂肪细胞“褐变”程序的分子开关
生物通报道：近期，宾夕法尼亚大学Perelman医学院的科学家带领的一项新研究报道称，脂肪细胞中的一个信号通路，也许某天会给我们提供更好的肥胖治疗方法。他们在《Genes & Developmen》杂志报道了他们的这一发现。
普通的脂肪细胞，也被称为白脂肪细胞，里面填塞满了脂肪分子以储存能量，它们的超载可导致肥胖及相关疾病，包括糖尿病。褐色脂肪细胞——在儿童中作为“婴儿脂肪”是普遍的，但在成年人中不那么多，几乎是相反的：它们迅速燃烧能量以产生热量，从而保护身体不受寒冷、以及肥胖和糖尿病的影响。由宾夕法尼亚大学科学家发现的信号通路，在白色脂肪细胞中激活了一个“褐化程序”，使它们更像是燃烧能量的褐色脂肪细胞。
该研究的资深作者、心血管医学副教授Zoltan P. Arany指出：“我们可以想象，用一种药物靶定这一途径，将白色脂肪转变为褐色脂肪，从而治疗肥胖。”约有百分之36的美国成年人被认为是肥胖者，近百分之10的人患有2型糖尿病。
Arany和他的同事们发现，在白色脂肪细胞中的褐变程序通常是由一个名为FLCN的蛋白所抑制。它与一个主要的细胞信号转导中心——一个称为mTOR的蛋白复合体——合作，来执行这一功能。FLCN-mTOR的相互作用，可通过阻止一个称为TFE3的蛋白质进入细胞核，而使这个褐变程序保持关闭。
科学家们发现，删除小鼠白色脂肪细胞中的FLCN基因，可使得TFE3迁移到细胞核中，在那里它与DNA结合并激活细胞代谢的一个关键调节因子（称为PGC-1β）。然后它打开一组基因用于褐变程序。
在FLCN被删除的小鼠中，白色脂肪细胞变得明显更褐化，因为它们生产更多的线粒体——细胞内提供化学能量的小氧反应装置，并将能量转换成褐色脂肪细胞中的热量。在其他几个方面也如此，包括改变了的细胞结构，线粒体消耗氧气的能力更高，以及它们独特的基因表达模式，细胞变得更像褐色脂肪细胞。
Arany和他的团队发现，他们可以仅仅通过在小鼠白色脂肪细胞中迫使PGC-1β过表达，复制这种褐变的影响。Arany说：“原则上，促进PGC-1β活性或其靶基因的一种药物，可以作为褐变程序的治疗性激活剂，来抑制肥胖并治疗或预防糖尿病。”
除了潜在的医学相关性之外，这一发现也是理解细胞生物学的一个重要进展。Arany说：“细胞代谢是由主要的信号转导通路调控的，在这项研究中我们将两个主要通路连接在一起——mTOR和PGC-1通路。它们之间的联系并没有得到很好的理解，但在这里，我们对其进行了显著的澄清。”
Arany和他的团队计划进一步研究这一通路以及与其他mTOR信号通路的关系。
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