美國賓夕法尼亞大學的研究人員通過對比不耐受高脂肪飲食導致糖尿病等癥狀的小鼠和耐受高脂肪飲食的小鼠,發現了受高脂肪飲食影響的小鼠基因組中的基因。
這項研究由賓夕法尼亞大學醫學院助理教授雷蒙德索奇奧(Raymond Soccio)完成,相關結果發表在最近的《Journal of Clinical Investigation》雜志上。
結果表明,在那些容易患II型糖尿病或肥胖的患者中,能夠幫助細胞燃燒脂肪的蛋白質水平明顯較低,額外注射這些分子可以起到良好的治療效果。
研究人員觀察了基因和環境對兩種白色脂肪組織(皮下脂肪組織和器官周圍脂肪組織,與代謝性疾病的發生有直接關系)的影響。結果表明,在飲食誘導肥胖過程中,器官周圍脂肪組織基因表達水平發生了明顯變化。這項研究不僅驗證了這種關系,還進一步發現這些脂肪組織中的表觀基因組也受到高脂肪飲食的影響。
飲食誘導的脂肪細胞表觀基因組變化主要發生在組蛋白水平,與另一種稱為PPAR的轉錄因子結合的DNA水平也發生了顯著變化。
之后,研究人員給肥胖小鼠服用羅格列酮,羅格列酮可以直接針對脂肪細胞中的PPAR受體。結果顯示,雖然經過藥物治療的肥胖小鼠對胰島素治療變得更加敏感,但對器官周圍脂肪組織的基因表達幾乎沒有影響。此外,我們發現這種藥物對皮下脂肪的影響更嚴重。
這些結果與臨床相關,可以表明器官周圍的脂肪組織中存在“負面”代謝效應,羅格列酮等藥物也可以發揮治療作用。
具體來說,這種藥物引起的皮下脂肪的變化反映在脂肪組織變為褐色。白色脂肪儲存能量,棕色脂肪可以分解這些能量產生熱量,這需要UCP1蛋白的參與。
研究人員發現,羅格列酮可以增加兩個品系小鼠UCP1基因的表達,但在沒有藥物治療的情況下,肥胖抵抗小鼠皮下脂肪組織中UCP1基因的表達水平仍然較高。
相比之下,他們發現,對于肥胖耐受小鼠,肥胖敏感小鼠中UCP1的基因表達水平和PPAR與DNA的結合能力相對較低。
在最后一個實驗中,研究人員用藥物處理它或將其轉移到寒冷的環境中,這導致了UCP1表達的上調和脂肪組織的褐變。結果表明,上述兩種處理均可提高UCP1蛋白的表達水平,但UCP1在敏感小鼠中的表達水平達到了與抗性小鼠相同的水平。
然后,研究人員比較了人類和小鼠與UCP1基因表達相關的DNA序列的差異。通過這種方式,他們希望更精確地治療肥胖癥或糖尿病。
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