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研究揭示糖皮質激素誘導棕色脂肪白色化的作用與機制

文章來源:上海營養與健康研究所   發布時間:2019-06-19  【字號:     】  

  611,國際學術期刊Autophagy 在線發表了中國科學院上海營養與健康研究所郭非凡課題組的研究成果Autophagy inhibition prevents glucocorticoid-increased adiposity via suppressing BAT whitening。該研究發現糖皮質激素能夠誘導棕色脂肪發生白色化,這一過程受到自噬的調控。抑制自噬作用能夠阻止棕色脂肪發生白色化,從而緩解糖皮質激素誘導的肥胖。
    糖皮質激素(glucocorticoid),因為由腎上腺皮質分泌又名腎上腺皮質激素,是一類甾體激素。糖皮質激素在體內作用廣泛,不僅能夠調控脂肪、糖和蛋白質代謝等,對維持機體內外環境平衡也起著重要作用。此外,糖皮質激素因具有抗炎抗病毒等作用而廣泛應用于臨床治療。然而,這類藥物存在易引起肥胖等副作用,探討其作用機制將為糖皮質激素的臨床應用提供新思路。

  脂肪組織是機體儲存能量的主要器官,包括白色脂肪組織、棕色脂肪組織和米色脂肪組織。在某些條件刺激下,白色脂肪能夠轉變成類棕色脂肪(即米色脂肪),這一過程稱為白色脂肪米色化(browning)。過去多年關于這一過程的研究一直是生命科學領域的熱點。近年來,人們又發現在特定條件下,棕色脂肪能夠獲得白色脂肪的特點,稱為棕色脂肪白色化(whitening)。然而,調控棕色脂肪白色化的機制還知之甚少。

  在該課題中,科研人員選擇了糖皮質激素藥物的代表藥之一地塞米松進行研究。向小鼠注射地塞米松1周能夠顯著增加其全身脂肪和白色脂肪含量。科研人員發現地塞米松處理小鼠的棕色脂肪發生白色化:棕色脂肪組織中脂滴變大,脂質含量增加,UCP1表達下降,氧耗減少。進一步研究表明,地塞米松能夠增加棕色脂肪細胞中自噬相關基因7autophagy related 7ATG7)的表達從而激活自噬作用。自噬是維持內環境穩態的重要方式。自噬過程中,受損的細胞器或細胞質成分被雙層膜的自噬體包裹并運送至溶酶體中進行降解并重新利用。向小鼠體內注射氯喹或利用病毒降低棕色脂肪ATG7表達能夠抑制自噬作用,阻止地塞米松誘導的棕色脂肪白色化以及全身脂肪含量的增加。進一步檢測發現,地塞米松對于ATG7表達的調控依賴B cell translocation gene 1BTG1/ cAMP response element binding protein 1CREB1)信號通路。脂肪組織特異性過表達BTG1小鼠棕色脂肪發生白色化,全身脂肪含量增加。利用病毒降低棕色脂肪BTG1表達能夠阻止地塞米松誘導的棕色脂肪白色化以及全身脂肪含量的增加。以上工作證明了抑制自噬作用可有效緩解糖皮質激素誘導的肥胖,加深了人們對于糖皮質激素作用機制以及棕色脂肪白色化過程的理解和認識。

  博士后鄧嘉莉為文章的第一作者,研究員郭非凡為論文的主要通訊作者(Lead Contact),副研究員肖斐為論文的共同通訊作者。

  該研究得到中科院生物化學與細胞生物學研究所研究員季紅斌,營養與健康所研究員胡國宏、應浩、陳雁和翟琦巍的支持與幫助。該項目得到國家自然科學基金委、上海市科委、上海市青年科技啟明星計劃、中科院交叉創新團隊、中科院“百人計劃”和中科院青年創新促進會等的經費支持。

 

圖:糖皮質激素通過自噬誘導棕色脂肪發生白色化




(責任編輯:葉瑞優)

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