肥胖症是一种慢性疾病,可致使各种病症的产生,如糖尿病患者、心脑血管疾病、非脂肪性肝炎轻度脂肪肝、恶性肿瘤等,比较严重影响到病人的身心健康和生活品质。伴随着是社会经济发展和久坐不动等欠佳生活习惯的蔓延,肥胖症的发病率呈持续增长。至2020年,在我国18岁住户的过重和肥胖症人口数现已超出50%,总人数稳居世界第一,肥胖症已成为了在我国急需解决的公共健康难题。长期性热量摄入量超出卡路里消耗导致人体脂肪积累是肥胖症产生的直接原因,因而,降低热量摄取或推动卡路里消耗是预防肥胖症的对策。殊不知,目前为止,临床医学使用的减肥药物多根据加快新陈代谢而完成减脂,因功效于神经中枢可造成许多副作用,无法达到临床医学减脂要求。推动卡路里消耗是完成减脂的另一理想化对策,但当前临床医学未有有关药品,因而一直是新陈代谢行业内的科研网络热点。
饮食减肥法是现在较常用的瘦身方式,例如热量限定饮食搭配(Caloric restriction, CR),近些年更加时兴的是间断性断食法(Intermittent fasting, IF),该办法依据忌食時间,可分成每日限定時间饮食搭配、1:1饮食搭配(进餐一天、挨饿一天)、5:2饮食搭配(进餐5天、挨饿2天)等。最近的研究发现,间断性断食法能提升卡路里消耗、改进肥胖症;临床实验也确认该办法能减少肥胖人群的休重。因而全面解析IF抑止肥胖症的分子结构体制对新减肥药物的研发具备重要指示功效。人体内脏器官间的协同作用对维系人体新陈代谢均衡尤为重要,而人体器官相互之间的相互影响是不是在间断性断食法的减脂功效中充分发挥尚不清楚。
2021年9月,中国科学院动物研究所金万洙研究者精英团队在Advanced Science杂志期刊上发表论文Hepatokine pregnancy zone protein governs the diet-induced thermogenesis through activating brown adipose tissue (DIO:10.1002/advs.20211991),该探讨利用对饮食搭配诱发的肝部分泌蛋白的挑选评定并证实了怀孕区带蛋白质(Pregnancy zone protein, PZP)有利于小白鼠抵御高脂肪膳食导致的肥胖症。
PZP是肝部非特异高分泌蛋白,归属于α2M 大家族蛋白质。以往研究发现在怀孕、老年痴呆症等情况下,该蛋白质进化速率起伏很大,而其生理作用尚不清楚。金万洙精英团队发觉,在老鼠和人体内,肥胖症个人的血清蛋白及其肝部PZP蛋白质水准明显低于正常休重的个人;而进餐情况下,小白鼠和人体内的血清蛋白和肝部中PZP蛋白质提升,提醒PZP蛋白质很有可能参加进餐后人体新陈代谢的管控。
金万洙精英团队根据PZP蛋白质的作用缺少试验发觉,在一切正常高脂肪饮食搭配情况下,PZP缺少不危害小白鼠休重;而在高脂肪精饲料协同间断性断食法的标准下,PZP缺少造成 小白鼠休重明显提升。 有意思的是,PZP缺少小白鼠并沒有吃的大量或健身运动降低,但其进餐后的正常体温和耗能减少,这提醒PZP对重量的管控与加快新陈代谢、降低健身运动不相干,而与推动卡路里消耗有关。而做为肝部的分泌蛋白,PZP推动卡路里消耗的分子结构体制是什么呢?
棕色脂肪是具备产热、能耗功效的独特脂肪细胞,该安排的UCP1蛋白质可将化学物质溶解形成的较高能质子运送进到线粒体基质,从而解偶联反应电子传递与ATP生成的热传递途径,促使机械能以能源的方式施放出来。金万洙精英团队的进一步研究发现,PZP缺少小白鼠体內的UCP1蛋白质进化速率明显减少,因此其棕色脂肪能耗减少,造成 增加体重。该结果显示肝部代谢的PZP蛋白质可激话BAT产热,在间断性断食法诱发的减脂中有着关键功效。
为进一步分析PZP管控能量消耗的分子结构体制,该队伍在人体细胞里共表达BAT cDNA百度文库和PZP蛋白质,融合免疫共沉淀和蛋白谱技术性,评定出BAT中GRP78蛋白质是PZP的蛋白激酶。GRP78蛋白质是一个内质网蛋白质,金万洙精英团队发觉在IF情况下,BAT中的GRP78蛋白质非特异属七和弦到细胞质,融合来源于肝部代谢的PZP蛋白质,进而进行跨人体器官的数据信号沟通交流转导,激话BAT中的p38 MAPK-ATF2转录因子推动UCP1的表述,进而提升脂肪细胞产热,缓解肥胖症并改进有关代谢紊乱。
在间断性断食法标准下,给与外源PZP蛋白质可减少野生型小白鼠的重量提高,但对UCP1缺少小白鼠的休重无危害,表明PZP蛋白质对新陈代谢的管控取决于UCP1蛋白质,与此同时也提醒在一定的新陈代谢情况下,补充外源性PZP蛋白质具备缓解肥胖症的功效。更加意外惊喜的是,给早已肥胖症的PZP缺少小白鼠注入PZP蛋白质可明显缓解其休重,而注入对比蛋白质的小白鼠即便在IF对策下休重也无转变。这种結果进一步表明PZP蛋白质具备减脂的功效,也试探了间歇性断食的饮食方案中,一部分群体减脂实际效果不显著的一个很有可能因素是因为该群体中PZP基因表达进化速率相对性较低。
该科学研究表明在饮食搭配诱发下,肝部代谢的PZP蛋白质可与棕色脂肪机构上的GRP78蛋白激酶紧密结合,激话p38 MAPK-ATF2-UCP1转录因子而推动棕色脂肪产热,改进肥胖症及其有关代谢紊乱,揭露了间断性饮食搭配情况下肝部与棕色脂肪中间相互影响的分子结构体制,为以管控产热为靶标而预防肥胖症给予了至关重要的根据,有希望得到完成临床医学转换,为医治减脂给予新策略。
中国科学院动物研究所金万洙研究者和复旦附设上海中山医院肾内科张朝云主任医生为本分析的一同通讯作者。中科院动物所博士研究生林骏 (如今为北大医科院博士研究生)和博士研究生蒋笑笑为该科学研究的一同第一作者。本新项目得到了自然科学基金重点项目建设、国家科技部关键科研开发方案及其中国博士后科学基金尤其支助的适用,在这里一并致谢!
文章内容联接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202101991