科学家们以前所未有的细节揭示了如何影响小鼠的线粒体,导致细胞发电站分裂成更小的碎片。
线粒体被誉为“”,因为它们在产生能量方面发挥着至关重要的作用。然而,这些细胞器的重要工作在肥胖人群中常常受到损害,其原因尚不清楚。
并且在受损的情况下可能是坏消息,但目前还不清楚这可能如何影响肥胖或其可能导致的其他健康问题。
在他们的新研究中,一个国际研究小组发现,当他们给小鼠喂食高脂肪饮食时,小鼠脂肪细胞内的线粒体分裂成更小的线粒体,从而降低了燃烧脂肪的能力。
他们还发现这一过程仅由一个基因控制。 当他们从测试对象中删除该基因时,小鼠避免了过量的基因——即使喂食的高脂肪饮食对其他小鼠造成了严重破坏。
“暴饮暴食导致的热量超载会导致体重增加,还会引发代谢级联反应,减少能量燃烧,使肥胖变得更加严重。”说加利福尼亚大学细胞生物学家艾伦·萨尔蒂尔。
“我们发现的基因是从健康体重向肥胖转变的关键部分。”
全球肥胖已几乎增加了两倍过去50年,导致全球各国发生重大公共卫生危机。 除了肥胖的直接影响之外,还带来了许多潜在的严重健康并发症,包括,, 和等。
肥胖是体内脂肪过度堆积,通常储存在脂肪组织中。 正如 Saltiel 和团队所指出的,脂肪组织通常在体内发挥着重要的机械和代谢作用,例如缓冲器官和释放细胞信号分子。
然而,在一些肥胖症患者中,脂肪细胞燃烧能量的效率可能会降低,这可能会使其更难燃烧能量。。 然而,这种代谢异常的起源仍然是个谜,这激励团队更深入地寻找答案。
他们的研究不仅将高脂肪饮食与小鼠脂肪细胞中线粒体的碎片联系起来(导致迷你线粒体无法有效燃烧脂肪),而且他们还发现这个过程是由一个分子控制的,该分子被称为拉尔A。
研究人员指出,RalA 是一种多用途分子,其作用之一是在线粒体发生故障时分解线粒体。 但他们的研究表明,如果 RalA 过度活跃,它可能会干扰线粒体的正常工作,从而导致代谢级联反应。
“本质上,RalA 的慢性激活似乎在抑制肥胖脂肪组织的能量消耗方面发挥着关键作用,”Saltiel说。
“通过了解这一机制,我们距离开发靶向疗法又近了一步,该疗法可以通过增加脂肪燃烧来解决体重增加和相关的代谢功能障碍。”
研究人员通过在一些小鼠中删除其相关基因,然后给它们喂食与其他仍携带该基因的小鼠相同的高脂肪饮食,证明了 RalA 的效果。
研究人员报告说,没有该基因的小鼠避免了对照组小鼠因饮食引起的体重增加。
这项研究是在小鼠身上进行的,因此值得注意的是,需要更多的研究来揭示这是否适用于人类。 作者确实注意到,小鼠体内一些受 RaIA 影响的蛋白质与与肥胖和胰岛素抵抗相关的人类蛋白质相似。
Saltiel 表示:“我们发现的基础生物学与真实临床结果之间的直接比较强调了这些发现与人类的相关性,并表明我们或许能够通过新疗法针对 RalA 途径来帮助治疗或预防肥胖。”说。
“我们才刚刚开始了解这种疾病的复杂代谢,”他添加,“但未来的可能性是令人兴奋的。”
该研究发表于自然新陈代谢。