线粒体ROS-UCP1:介导棕色脂肪组织产热的新途径

正棕色脂肪组织产热量与肥胖、2型糖尿病等代谢性疾病密切相关。增加棕色脂肪组织产热量,被目前医学界认为是防治代谢性疾病的重要潜在手段。因此,对该脂肪组织产热量调控机制的研究,成为世界性研究热点。2016年4月,哈佛大学医     

肥胖状态下脂肪组织线粒体功能紊乱与运动调控

线粒体在包括脂肪组织在内的新陈代谢器官中扮演重要角色。脂肪组织包括白色脂肪组织(white adipose tissue, WAT)和棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT),这两种组织功能相反。白色脂肪组织储存多余的能量,棕色脂肪组织则通过线粒体进行非颤栗性产热来消耗能量。在受到寒冷时、β-肾上腺素能受体激动剂或运动刺激时,白色脂肪组织棕色化形成形态与功能类似棕色脂肪细胞的米色脂肪细胞。在脂肪细胞中,线粒体调节脂肪细胞分化、脂质稳态、支链氨基酸代谢、产热作用以及白色脂肪组织棕色化,因此高活性的线粒体对于脂肪细胞的功能至关重要。研究表明,脂肪组织线粒体功能障碍与肥胖和2型糖尿病等代谢性疾病高度相关。肥胖时线粒体功能紊乱,表现为线粒体生物合成和活性降低、活性氧产生过量以及自噬增加,从而对脂肪组织功能产生不利影响。因此,调节脂肪组织线粒体功能的干预措施将有助于治疗肥胖。研究发现,运动是预防和改善肥胖的重要方法,通过增加线粒体生物合成和活性,改善脂肪组织氧化应激并抑制自噬,从而促进机体代谢。本文深入探讨了脂肪组织线粒体的功能、线粒体紊乱的表现形式以及运动的调控效应,将加深对运动减肥的理解与认识,同时为肥胖症的治疗提供新的方向和思路。     

棕色脂肪的产热及其调控机制

棕色脂肪组织是小型哺乳动物重要的兼性产热器官,位于棕色脂肪细胞线粒体内膜的解偶联蛋白是此种产热机制的关键物质.产热刺激激活解偶联蛋白构成的质子通道,在线粒体内膜形成质子短路,从而解除ATP合成偶联对氧化呼吸速率的控制,使产热高速进行.去甲肾上腺素、甲状腺激素、胰岛素、pH值以及食物、环境温度等因素综合调控着棕色脂肪组织的结构与功能状态.     

烟碱型乙酰胆碱受体介导脂肪组织褐变

哺乳动物有三种脂肪细胞:白色脂肪细胞(white adipocyte)、褐色脂肪细胞(brown adipocyte)、米色脂肪细胞(beige adipocyte)。白色脂肪细胞主要储存甘油三酯、并分泌脂肪因子(adipokines);褐色脂肪细胞,可利用葡萄糖和脂肪酸经“非寒战产热”(non-shivering thermogenesis)为机体提供热量;褐色脂肪细胞是人类婴儿期的重要热量来源,但却在成年期退化。     

米色脂肪,一种新型的产热脂肪

肥胖是因机体能量代谢失衡导致的体脂过多堆积,已成为一种流行病,威胁人们的健康。研究发现,在冷刺激或β肾上腺素受体激动剂刺激下,小鼠皮下白色脂肪组织中散在出现棕色样脂肪细胞,命名为米色脂肪(beige adipocytes)。米色脂肪具有产热功能,促进能量消耗。米色脂肪调控通路的研究,为预防治疗肥胖等代谢性疾病提供了新的方向。本文就米色脂肪功能、产热机制及其激活途径等研究进展作一综述。     

褐色脂肪组织研究的最新进展和科学意义

哺乳动物体内存在着褐色脂肪组织。有别于白色脂肪组织储存能量的功能,褐色脂肪组织的主要功能是通过产热作用来维持机体的能量代谢平衡。陆续有研究阐明调控褐色脂肪组织分化与能量代谢过程的分子机制,逐渐揭示了褐色脂肪组织分化与能量代谢过程中涉及的信号通路与转录调控。这不仅让我们更好地理解褐色脂肪组织在能量代谢调控中的重要作用,而且为基于褐色脂肪组织的肥胖治疗提供了理论依据。本文阐述了近年来研究发现的褐色脂肪组织分化与代谢过程中发挥重要作用的信号通路与转录调控,并讨论了多种基于针对褐色脂肪组织的肥胖治疗手段的有效性与可行性。     

miR-378转基因小鼠脂肪组织的代谢表型分析

microRNA是一类小分子非编码RNA,参与调控多种生物学过程。该研究组前期工作中揭示了microRNA-378(miR-378)在脂肪组织中通过靶向硬脂酰CoA去饱和酶1(stearoyl-CoA desaturase 1, Scd1)调控脂分解。为了系统明确在脂肪组织中miR-378调控的代谢通路,该研究采用核磁共振技术分析了miR-378转基因小鼠和同窝野生型对照小鼠脂肪组织的代谢组差异。两种脂肪组织三个不同部位(棕色脂肪BAT、附睾旁白色脂肪gWAT、皮下白色脂肪iWAT)的代谢组学分析结果显示:miR-378转基因小鼠BAT中甘油磷酸胆碱、胆碱、丙二酸等代谢物含量更高;而gWAT脂肪组织中牛磺酸、丙二酸、次黄苷等代谢物含量更高; iWAT脂肪组织中牛磺酸、甘氨酸、谷氨酸、丙二酸等代谢物含量较高,而脂质、腺嘌呤核苷(adenine nucleoside, AMP)、二磷酸核苷(nucleoside diphosphate, ADP)及三磷酸核苷(nucleoside triphosphate, ATP)等代谢物含量较低。总体上, miR-378转基因小鼠脂肪组织中脂质含量减少,脂质分解作用及氨基酸代谢增强,整个机体的能量代谢增强。该研究结果揭示了miR-378对脂肪组织代谢具有重要调控作用。     

寒冷诱导产热时大鼠棕色脂肪能量代谢相关蛋白谱的变化

棕色脂肪组织(BAT)的生理作用与白色脂肪显著不同,它以产热的形式释放能量而不是将能量以ATP的形式储存．线粒体是在能量代谢和维持细胞稳态中具有重要功能的细胞器．为了更好地了解棕色脂肪中的能量代谢过程,运用双向电泳及质谱相结合的技术,分离了大鼠白色和棕色脂肪线粒体,对其差异蛋白质谱进行了系统分析和鉴定．参与脂肪和氨基酸代谢、三羧酸循环及线粒体呼吸链的蛋白质在棕色脂肪线粒体中的表达明显高于白色脂肪线粒体,在寒冷诱导下这些蛋白质的表达进一步上调．此外,参与辅酶Q合成的一系列COQ 基因在棕色脂肪中经寒冷适应后表达明显上调．该研究表明,辅 酶Q合成的增高在非颤栗性产热中具有重要作用,为进一步了解棕色脂肪特异性的能量代谢提供了新的思路．     

非编码RNA在棕色/米色脂肪细胞发育中的调控网络

棕色脂肪组织(BAT)的主要作用是燃烧脂肪产热和消耗能量去防御寒冷和肥胖。大量的研究表明:通过各种措施提高BAT的活性可调节代谢稳态和导致一个健康的表型。近年来研究显示非编码RNA(ncRNA):microRNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)在棕色和米色脂肪细胞的分化和代谢中扮演重要的调节作用。本文主要就一些对棕色和米色脂肪细胞发育、分化和功能起调节作用ncRNA进行综述,以期通过对提高BAT活性的靶向ncRNA的研究进行肥胖及其相关疾病的治疗提供新的思路。     

新发现:脂肪“燃烧”的开关——IRE1α蛋白

<正>在肥胖者的脂肪组织中,免疫细胞的激活和浸润引起的慢性炎症在胰岛素抵抗的产生和2型糖尿病的发展中有着重要作用。脂肪巨噬细胞(ATMs)是调节脂肪组织代谢性炎症的主要效应细胞,分两种表型:M1和M2。ATM M1可分泌炎症因子,促进炎症的发展,诱导胰岛素抵抗和2型糖尿病;ATM M2则可抑制炎症,同时活化棕色脂肪以及启动白色脂肪棕色化和米色化,促进脂肪产热。     

姜黄素对脂肪组织功能的调控作用研究进展

研究表明，姜黄素具有诱导白色脂肪组织棕色化、提高机体能量代谢的作用，可通过调控脂肪组织内分泌功能、抑制炎症反应，进而降低肥胖导致的代谢紊乱，本文综述姜黄素对脂肪组织功能调控作用的研究进展。     

动物棕色脂肪组织非偶联蛋白的研究进展

动物棕色脂肪组织非偶联蛋白的研究进展侯建军丁莉（湖北民族学院生化系恩施４４５０００）关键词棕色脂肪组织非偶联蛋白产热非偶联蛋白（ｕｎｃｏｕｐｌｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ,ＵＣＰ）是一种分子量为３,２０００道尔顿的蛋白质,它存在于动物棕色脂肪组织（ｂｒｏｗｎ...     

“PM20D1”与“N酰基氨基酸”途径——新发现的呼吸链解偶联产热机制

正最近,一种新的呼吸链解偶联产热机制,被哈佛大学科学家公诸于世。经典呼吸链理论认为:解偶联蛋白-1(uncoupling protein 1,UCP1)是机体主要产热因子,其特异性表达在棕色脂肪细胞、米色脂肪细胞的线粒体内膜,并可将线粒体外膜H+势能转化为热能;由于该过程无ATP产生,而只产生热量,因此,亦称为解偶联呼吸(uncoupled respiration)。哈佛大学Dana-Farber癌症中心Spiegelman博士领导的研究组,首次发现     

血管外周脂肪与血管稳态失衡

血管外周脂肪(perivascular adipose tissue, PVAT)是贴近血管外膜的脂肪组织,是活跃的旁自分泌器官,能够分泌多种活性物质,由外而内地影响着血管的稳态。PVAT是一种起源于独特前体细胞的脂肪组织,它兼具白色和棕色脂肪组织样特征。生理状态下,PVAT具有产热能力,并发挥机械保护和血管扩张的作用。病理状态下,比如肥胖、糖尿病、高脂血症、高血压和衰老等,PVAT表型改变和功能失调,表现为脂肪组织扩张、棕色脂肪“白色化”、脂肪细胞中脂质的异常积累和脂肪因子的异常分泌等。近年研究显示,PVAT表型的改变参与了血管重塑、动脉粥样硬化、腹主动脉瘤和高血压等多种病理过程或疾病的发生发展。     

β3肾上腺素能受体激动剂的减脂机制

肥胖症是一种由于机体能量过剩所导致的慢性代谢性疾病.β3肾上腺素能受体是β肾上腺素能受体的一种亚型,主要存在于棕色脂肪及白色脂肪组织中,参与棕色脂肪组织的产热和白色脂肪组织的脂质分解以及白色脂肪棕色化的过程,在脂肪代谢中起到减脂作用.β3肾上腺素能受体激动剂能与β3肾上腺素能受体结合,从而参与脂肪代谢的过程.本文对近年...     

过表达鸡Gata2或Gata3基因抑制Pparγ基因的转录

脂肪细胞分化是脂肪组织发育的一个重要过程. 目前,鸡脂肪细胞分化的分子调控机制还不十分清楚. 哺乳动物的研究结果表明,转录因子GATA结合蛋白2(Gata2)和GATA结合蛋白3(Gata3)具有抑制脂肪细胞分化的功能,它们在白色脂肪组织和棕色脂肪组织中的表达模式不同. 鸡没有棕色脂肪组织,目前还没有关于Gata2 和Gata3作用于鸡脂肪细胞分化的研究报道. 本研究利用半定量RT PCR的方法分析了Gata2和Gata3基因在鸡腹部脂肪组织和前脂肪细胞中的表达规律,发现鸡腹部脂肪组织中高水平表达Gata2 基因,低水平表达Gata3基因|鸡前脂肪细胞中Gata2 基因的表达水平远高于Gata3基因的表达水平,油酸诱导分化后的鸡前脂肪细胞Gata2基因的表达水平明显下调.此外,鸡过氧化物酶体增殖体激活受体γ(Pparγ)启动子（－1985/－89）报告基因荧光素活性分析和半定量RT PCP发现,在DF1细胞中过表达Gata2 或Gata3抑制鸡PPARγ基因的转录. 本研究结果为进一步研究鸡脂肪细胞分化的分子调控机制和Gata2和Gata3基因的生物学功能提供了参考.     

组胺刺激棕色和米色脂肪产热

3-肾上腺素受体激动剂能够刺激棕色脂肪适应性产热,并能促进白色脂肪米色化。然而到目前为止,有哪些代谢产物参与介导β3-肾上腺素受体激动剂促进脂肪产热作用尚不清楚。本研究通过给予8周龄C57/BL6J雄性小鼠腹腔注射β3-肾上腺素受体激动剂CL316,243,分离提取小鼠脂肪组织进行RNA-Seq检测,结果显示组胺合成限速酶组氨酸脱羧酶(histidine decarboxylase, HDC)在脂肪中被CL316,243强烈诱导,因此推测HDC的代谢产物组胺可能参与了脂肪组织的产热过程。通过给予正常饮食与高脂饮食C57BL/6J小鼠静脉注射组胺,以明确组胺促进脂肪产热的生理作用和机制。结果显示,组胺可刺激正常饮食小鼠棕色脂肪和皮下白色脂肪中产热基因的表达,包括过氧化物酶体增殖物激活受体γ-辅活化因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1α, PGC-1α)和解耦联蛋白1 (uncoupling protein 1, UCP1)。HE染色表明,组胺处理降低了脂肪细胞中脂滴的大小。此外,组胺还可以促进高脂饮食诱导的肥胖小鼠脂肪产热,改善糖耐量和脂肪肝表型。最后,我们通过脂肪原代前体细胞实验验证了组胺促进产热是细胞的自主特性。本研究结果表明,组胺可能参与介导了β3-肾上腺素受体激动剂促进脂肪的产热。     

Sirt3在不同热量饮食下的大鼠脂肪组织中的表达

Sirt3是一种NAD+依赖性组蛋白去乙酰化酶,在肾脏、棕色脂肪、心脏和其它代谢活跃的组织中高表达. 多项研究表明,Sirt3在细胞能量代谢、衰老、肿瘤发生等方面起着重要的作用.为探讨Sirt3基因在不同热量饮食下的SD大鼠脂肪组织中的表达差异和意义,将60只3周龄,重量(60±5) g的断乳SD雄性大鼠,随机分为热量限制组、自由摄食组、高热量组,其中高热量组用于构建肥胖SD大鼠模型,喂养16周后处死,分别用Western印迹和real-time RT-PCR方法检测各组大鼠肾周脂肪组织中Sirt3基因的蛋白和mRNA的表达量.Western印迹检测与real-time RT-PCR检测结果一致: Sirt3基因的蛋白和mRNA在肥胖大鼠脂肪组织中的表达低于自由摄食组（P<0.05）,在热量限制组大鼠脂肪中的表达高于自由摄食组(P<0.05).研究结果说明,Sirt3基因在不同热量饮食下的SD大鼠脂肪组织中的表达有差异,可能与能量代谢及肥胖有着密切关系.     

免疫细胞在棕色脂肪产热及白色脂肪棕色化过程中的功能研究进展

肥胖已经成为威胁人类健康的全球性问题,棕色脂肪(Brown adipose tissue,BAT)及米色脂肪因其能够通过产热作用增加能量消耗这一特性,已成为一种备受关注的潜在肥胖治疗方法。近年来的研究发现M2型巨噬细胞(Alternatively activated macrophages,M2 type)能够促进BAT产热和白色脂肪(White adipose tissue,WAT)的棕色化(即米色脂肪的形成过程),但随后的一些研究却得到了相反的结论。到目前为止,M2型巨噬细胞是否参与促进WAT的棕色化过程仍是一个备受争议的话题。主要对M2型巨噬细胞、II型固有淋巴细胞(Type 2 Innate Lymphoid Cells,ILC2s)和嗜酸性粒细胞(Eosinophils)对BAT产热和WAT的棕色化的促进作用,以及M2型巨噬细胞不参与/抑制WAT棕色化这两个方面的研究状况做一综述。     

长爪沙鼠产后发育中线粒体产能

本文通过产后1日龄到3O日龄长爪沙鼠肝脏和棕色脂肪组织的线粒体研究揭示,肝线粒体在出生后的呼吸速率、氧化磷酸化作用以及细胞色素氧化酶活力均达到恒定水平。肝线粒体蛋白质量随胎后发育日龄而增加,直至2O日龄左右,琥珀酸氧化酶活力在此时也增加到近于恒定,因此肝线粒体产能发育随日龄增长到2O日龄右。这可能是长爪沙鼠体温调节发育的细胞机制之一。从棕色脂肪线粒体的细胞色素氧化酶和琥珀酸氧化酶活力的变化,显示棕色脂肪组织在长爪沙鼠新生幼仔阶段产热中所起的重要作用。