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一个潜在的人类肥胖代谢主开关 --------- 控制代谢途径

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控制代谢途径促使脂肪细胞储存和燃烧脂肪。
肥胖是第二十一世纪的最大的公共健康挑战。影响全球超过500000000人,仅在美国肥胖成本每年至少达200000000000美元,并导致潜在的致命的疾病,如心血管疾病,2型糖尿病,和癌症。
但现在可能是预防和治疗肥胖的新方法,由于一个LED由麻省理工学院和哈佛医学院的研究人员发表在今天的新英格兰医学杂志。通过分析手机电路的基本最强的基因与肥胖的关系,研究人员发现了一种新的途径,以促使我们的脂肪细胞控制人体代谢,或脂肪细胞,储存脂肪或燃烧起来。
“肥胖一直被视为我们所吃食物的量,我们如何锻炼之间不平衡的结果,但这种观点忽略了遗传学在每一个人的新陈代谢的贡献,”资深作者Manolis Kellis,计算机科学教授和麻省理工学院的计算机科学和人工智能实验室的成员(CSAIL)和Broad研究所。
新发现的机制
与肥胖的相关性最强,居住在一个被称为“FTO基因区域,“这已经在2007的发现被严格审查的重点。然而,以往的研究都没有找到一种机制来解释如何在区域的遗传差异导致肥胖。
“许多研究试图FTO区域的脑电路,控制食欲或倾向的运动环节,”第一作者梅丽娜claussnitzer,在贝斯以色列女执事医疗中心和哈佛医学院的医学著名讲师客座教授。“我们的研究结果表明,相关主要在脑中独立的方式脂肪细胞的祖细胞区行为的肥胖。”
识别的细胞类型在肥胖相关的区域可能的行为,研究人员利用基因控制开关在超过100个组织和细胞类型的注释。他们发现在人类脂肪细胞的祖细胞的主要控制交换机的证据,表明遗传差异可能影响人体脂肪储存的功能。
研究脂肪细胞的遗传差异的影响,研究人员收集脂肪样品从健康的欧洲人携带危险或非危险区域版本。他们发现了风险的主要控制区版激活脂肪细胞的祖细胞,使两个遥远的基因,并irx5 Irx3。
产热的控制
后续的实验表明,irx5 Irx3和作为一个过程称为热主控制器,使脂肪细胞消耗能量的热,而不是储存脂肪。产热可引发运动,饮食,或暴露于寒冷,和发生在线粒体丰富的褐色脂肪细胞,肌肉发育相关,和米色脂肪细胞是储存能量的白色脂肪细胞相关的相反。
“早期的研究主要集中在棕色脂肪产热,这在小鼠中起着重要的作用,但事实上是不存在的成年人,“claussnitzer说。“控制这一新的途径在更丰富的白色脂肪储存而产热,及其与肥胖的遗传相关性表明它影响全球能源平衡的人类。”
研究人员预测,一个只有一个核苷酸的遗传差异是负责肥胖协会。在风险的个人,胸腺嘧啶(T)是由胞嘧啶(C)碱基替换,这破坏的控制区域的压制和打开Irx3和irx5。然后关闭产热,导致脂肪堆积,最终肥胖。
通过编辑一个单核苷酸位置使用CRISPR/Cas9系统技术,使研究人员能够进行精确的改变DNA序列的研究人员可以瘦和肥胖的人前脂肪细胞的签名之间切换。开关C在风险的个人T关掉Irx3和irx5,恢复热非风险水平,并关闭脂肪储存的基因。
“知道潜在的肥胖协会的因果变异可能使体细胞基因组编辑作为携带风险等位基因的个体的治疗途径,”克里斯说。“但更重要的是,发现细胞电路可以让我们拨一个代谢主开关为风险和无风险的个体,作为一种手段来对抗环境,生活方式,遗传因素导致肥胖。”
在人类和小鼠细胞成功
研究人员发现,他们确实可以操纵这一新途径在人类细胞和小鼠反肥胖的签名。
从风险或无风险的个人主要的脂肪细胞,改变的表达或储存能量的白色脂肪细胞irx5 Irx3功能和燃烧能量的米色脂肪细胞功能之间切换。
同样,在小鼠脂肪细胞LED在全身能量平衡的剧烈变化Irx3压制,从而减少体重和所有主要的脂肪储存,并完全抵抗高脂饮食。
“通过这一新的途径,我们可以切换之间的能量储存和能量在细胞和组织水平的散热方案,提供了一种治疗肥胖症的新希望,”克里斯说。
研究人员目前在学术界和工业界能把他们的发现为肥胖治疗建立合作。他们也用他们的方法作为一个模型来理解人类基因组中的其他疾病相关的基因区域的电路。
本文是一篇力作,根据Evan罗森,一个哈佛医学院的医学教授,他没有参与该研究。
“研究人员提出了一个在如何在非编码区的基因组的遗传风险等位基因的完整的真正的作品揭幕,”罗森说。“这真是一件非凡的科学,它提供了一个模板,我们应该怎样处理这些遗传变异在所有方面的疾病。”


1楼2015-08-28 14:40回复