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研究人员发现控制新陈代谢的途径

<p>人体内的脂肪细胞通过分析与肥胖最强遗传相关的细胞电路,麻省理工学院和哈佛医学院的一组研究人员推出了一条通过促使我们的脂肪细胞或脂肪细胞储存脂肪来控制人体新陈代谢的新途径</p><p>肥胖是21世纪最大的公共卫生挑战之一影响全球超过5亿人,仅在美国,肥胖每年至少花费2000亿美元,并导致潜在的致命疾病,如心血管疾病, 2型糖尿病和癌症现在,由于麻省理工学院和哈佛医学院的研究人员在今天发表在新英格兰医学杂志上的研究报告,通过对细胞电路的分析,现在可能有一种预防甚至治疗肥胖症的新方法</p><p>研究人员已经公布了一种通过提示控制人体新陈代谢的新途径,这是与肥胖最强烈的遗传关联我们的脂肪细胞或脂肪细胞可以储存脂肪或将其烧掉“肥胖传统上被认为是我们吃的食物量和运动量之间不平衡的结果,但这种观点忽略了遗传学对每个人的贡献</p><p>新陈代谢,“资深作者Manolis Kellis,计算机科学教授,麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)成员和广泛研究所新机制发现与肥胖的最强关联在于一个被称为”FTO“的基因区域“自2007年发现以来,一直是人们密切关注的重点</p><p>然而,之前的研究未能找到解释该地区遗传差异如何导致肥胖的机制”许多研究试图将FTO区域与控制脑电路联系​​起来胃口或倾向于运动,“第一作者Melina Claussnitzer说,他是CSAIL的客座教授,也是Beth Israel Deacones的医学讲师医学中心和哈佛医学院“我们的研究结果表明,肥胖相关区域主要以与大脑无关的方式作用于脂肪细胞祖细胞”为了识别肥胖相关区域可能起作用的细胞类型,研究人员使用了基因组的注释超过100种组织和细胞类型的控制开关他们发现了人类脂肪细胞祖细胞中主要控制配电板的证据,表明遗传差异可能影响人类脂肪储存的功能为了研究脂肪细胞遗传差异的影响,研究人员聚集了脂肪来自健康欧洲人的样本携带该区域的风险或非风险版本他们发现风险版本激活了脂肪细胞祖细胞中的主要控制区域,其开启了两个远距离基因,IRX3和IRX5控制产热随访实验表明IRX3和IRX5作为一个称为产热过程的主控制器,其中通过脂肪细胞将能量作为热量消散,而不是将其作为脂肪储存</p><p>热量可以通过运动,饮食或暴露于寒冷来触发,并且发生在与肌肉发育相关的富含线粒体的棕色脂肪细胞和米色脂肪细胞中</p><p>能量储存白色脂肪细胞的早期研究“产热的早期研究主要集中在棕色脂肪,棕色脂肪在小鼠中起主要作用,但在成年人中几乎不存在,”Claussnitzer说:“这种新途径控制着更丰富的白色脂肪储存中的产热</p><p>相反,它与肥胖的遗传关联表明它影响人类的全球能量平衡“研究人员预测,只有一个核苷酸的遗传差异导致肥胖关联</p><p>在风险个体中,胸腺嘧啶(T)被胞嘧啶(C)取代)核碱基,它破坏对照区域的抑制并打开IRX3和IRX5然后关闭产热,导致脂质交换累积和最终肥胖通过使用CRISPR / Cas9系统编辑单个核苷酸位置 - 一种允许研究人员对DNA序列进行精确更改的技术 - 研究人员可以在人类前脂肪细胞中切换瘦肉和肥胖特征将C切换为风险个体中的T关闭IRX3和IRX5,将产热恢复到非风险水平,并关闭脂质储存基因 “了解肥胖关联的因果变异可能允许体细胞基因组编辑作为携带风险等位基因的个体的治疗途径,”Kellis说“但更重要的是,未覆盖的细胞回路可能允许我们为风险和非风险个体,作为对抗肥胖的环境,生活方式或遗传因素的手段“人类和小鼠细胞的成功研究人员表明,他们确实可以操纵这条新途径来逆转人类细胞和小鼠体内肥胖的特征</p><p>来自风险或非风险个体的原代脂肪细胞,改变IRX3或IRX5的表达,在能量储存白色脂肪细胞功能和能量燃烧米色脂肪细胞功能之间切换</p><p>同样,小鼠脂肪细胞中IRX3的抑制导致整体的显着变化身体能量平衡,导致体重和所有主要脂肪储存减少,并完全抵抗喜gh-fat diet“通过操纵这条新途径,我们可以在细胞和生物体水平上切换能量储存和能量消耗计划,为治疗肥胖提供新的希望,”Kellis说研究人员目前正在学术界建立合作关系业内人士将他们的研究结果转化为肥胖症治疗学他们也正在使用他们的方法作为模型来理解人类基因组中其他疾病相关区域的电路</p><p>根据医学教授埃文罗森的说法,这篇论文是一种力量</p><p>没有参与研究的哈佛医学院“研究人员近乎完整地揭示了基因组非编码区遗传风险等位基因是如何真正起作用的,”罗森说:“这真是一个非凡的科学,它提供了我们应该如何在所有疾病领域接近这些遗传变异的模板“出版物:Melina Claussnitzer,等人,”FTO Obesity V ariant Circuitry and Adipocyte Browning in Humans,“New England Journal of Medicine,2015; doi:101056 / NEJMoa1502214来源:

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