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揭示促进棕色脂肪细胞燃烧的新机制,有望改善肥胖症

创建有明 2021-03-04

MicroRNA-33缺失小鼠的肥胖;与棕色脂肪细胞有什么联系?

京都大学2月17日宣布,发现大脑中的microRNA-33(miR-33)对适应性产热很重要。 该研究是由该校大学院医学研究科的堀江隆弘助教和小野渡副教授领导的研究小组进行的。 该研究成果已发表在《自然-通讯》上。

 

脂肪细胞有两种:一种是白色脂肪细胞,即所谓的皮下脂肪和内脏脂肪,另一种是棕色脂肪细胞,主要分布在颈部、肩部、锁骨、肩胛骨和肾脏部位。 这两种脂肪细胞虽然是同一种脂肪,但却形成了鲜明的对比,白色脂肪细胞将营养物质以脂肪的形式储存在细胞中,而棕色脂肪细胞则通过分解脂肪产生热量来调节体温。 现在已经知道,这些棕色脂肪细胞的功能或数量下降会导致生活方式相关的疾病和代谢综合征。 此外,在特别寒冷的条件下,随着交感神经活动的增加,棕色脂肪细胞被激活,它们会产生热量,以防止体温降得太低(适应性产热)。

该研究小组在世界范围内首次详细研究了甾醇调节元素结合蛋白2(SREBP-2)基因16内含子中miR-33的功能,该基因对胆固醇的合成和吸收非常重要。 因此,我们已经表明,miR-33的存在会导致低HDL-C、动脉粥样硬化、动脉瘤和(心脏)纤维化。 另一方面,发现缺乏miR-33的小鼠也会出现肥胖,但原因并不清楚。

miR-33作为开关,增强交感神经活动程度,增加产热。

在这项研究中,研究小组发现,miR-33缺失的小鼠无法在低温下维持体温,这是因为缺乏棕色细胞的产热作用。 此外,我们还生成了缺乏miR-33的儿茶酚胺生成细胞(交感神经)特异性小鼠,发现这些小鼠表现出与全身miR-33缺失小鼠相同的表型。 这被认为是由于miR-33缺陷小鼠儿茶酚胺生成细胞中棕色脂肪细胞功能降低所致。

研究人员随后表明,miR-33缺失抑制交感神经活动的机制是通过增加靶基因GABAA受体亚型(Gabrb2和Gabra4)的表达来增强抑制性GABA能信号。 交感神经)特异性的Gabrb2和Gabra4敲除实验。

冷刺激增加了下丘脑的miR-33,说明miR-33作为一个开关,增强了下丘脑的交感神经活动程度,导致产热增加(适应性产热)。 在高脂饮食中也观察到同样的机制,说明miR-33通过产热调节全身代谢。

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