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Cell:治疗肥胖从免疫入手

肥胖是一种全球性的流行病,其导致了糖尿病和心血管疾病惊人的发病率,目前仍缺乏有效的药物疗法。发表在6月5日《细胞》(Cell)杂志上的两项相关研究,揭示出了免疫信号在激活棕色脂肪和米色脂肪中所起的重要作用,这些好的身体脂肪类型会燃烧储存的卡路里,减少体重,改善代谢健康。研究结果有可能为开发出针对肥胖和相关代谢疾病的急需疗法铺平了道路。

Cell:治疗肥胖从免疫入手

研究的资深作者、哈佛医学院和Dana-Farber癌症研究所的Bruce Spiegelman说:“通过激活脂肪中的免疫细胞来改善代谢健康,这是一个很棒的想法。这项研究揭示出了一类令人兴奋的新型潜在疗法,或许在某一天能够用于治疗肥胖相关的疾病。”

人类婴儿有大量的产热棕色脂肪保护它们抵御极端的寒冷,科学家们近期发现一些成人保留了少量的棕色脂肪,其主要是由一种称作为米色脂肪的亚型所构成。冷暴露或是锻炼可激活棕色或米色脂肪,它们燃烧储存的卡路里,保护哺乳动物抵御低温、肥胖和一些代谢问题。尽管它们具有治疗这些疾病的潜力,对于触动这些好脂肪类型形成的分子信号途径却知之甚少。

为了解答这一问题,在新研究中Spiegelman与哈佛医学院、Dana-Farber癌症研究所的Rajesh Rao将焦点放在了近期发现的一种叫做PGC-1alpha4的蛋白上,PGC-1alpha4促进了响应抗阻运动的肌肉生长。他们发现,PGC-1alpha4刺激了一种新发现的激素meteorin-like (Metrnl)分泌,在锻炼和冷暴露后小鼠体内的肌肉组织及脂肪组织会生成Metrnl,并将其释放到血液中。

通过将储存能量的白色脂肪转变为燃烧卡路里的棕色或米色脂肪,Metrnl增加了肥胖、糖尿病小鼠的能量消耗,改善了代谢健康。这种激素是通过激活一些叫做interleukin-4和interleukin-13的免疫分子,以及脂肪组织中的巨噬细胞来发挥这些积极效应的,其有可能适合成为肥胖和糖尿病的一种新疗法。

Cell:治疗肥胖从免疫入手

在同期发布的另一项研究中,资深作者、加州大学旧金山分校的Ajay Chawla进一步阐明了有关免疫反应和肥胖的问题。Chawla的一些近期研究发现表明免疫系统响应寒冷环境激活了棕色脂肪,受此驱动Chawla和其研究小组现在揭示出了小鼠体内米色脂肪激活的潜在回路。他们发现, interleukin-4/13信号激活了白色脂肪组织中的巨噬细胞,促使生成将白色脂肪转变为米色脂肪所需的神经系统分子。这些研究结果揭示出了免疫系统和神经系统如何协同作用刺激米色脂肪形成的一些重要新见解。

此外,研究人员发现相比正常小鼠,这一免疫信号通路受损的小鼠生成了较少的米色脂肪,其能量消耗减少,在寒冷环境下无法维持体温。与之相比,interleukin-4处理可增进肥胖小鼠米色脂肪形成,减少体重,并改善代谢健康。

Chawla 说:“观察到寒冷诱导的米色脂肪募集反应几乎完全依赖于免疫系统,我们感到非常惊讶。这违背了已经确立的教条:人们大多认为是大脑和内分泌系统控制了营养和能量代谢。鉴别出调控米色脂肪形成的细胞和分子信号通路,现在可以靶向其任何一个元件来刺激卡路里消耗及治疗肥胖。”

原文检索:

Rajesh R. Rao, Jonathan Z. Long, James P. White, Katrin J. Svensson, Jesse Lou, Isha Lokurkar, Mark P. Jedrychowski, Jorge L. Ruas,Christiane D. Wrann, James C. Lo, Donny M. Camera, Jenn Lachey, Steven Gygi, Jasbir Seehra, John A. Hawley, Bruce M. Spiegelman. Meteorin-like Is a Hormone that Regulates Immune-Adipose Interactions to Increase Beige Fat Thermogenesis. Cell, 5 June 2014; DOI: 10.1016/j.cell.2014.03.065

Yifu Qiu, Khoa D. Nguyen, Justin I. Odegaard, Xiaojin Cui, Xiaoyu Tian, Richard M. Locksley, Richard D. Palmiter, Ajay Chawla. Eosinophils and Type 2 Cytokine Signaling in Macrophages Orchestrate Development of Functional Beige Fat. Cell, 5 June 2014; DOI: 10.1016/j.cell.2014.03.066

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