Согласно новому исследованию ученых из Медицинской школы Перельмана Университета Пенсильвании, сигнальный путь в жировых клетках может однажды стать ключом к лучшему лечению ожирения. Они сообщили о своих результатах в Интернете перед печатью в Genes & Разработка.
Обычные жировые клетки, также называемые белыми адипоцитами, наполняются молекулами жира для накопления энергии, и их перегрузка приводит к ожирению и связанным с ним состояниям, включая диабет. Коричневые адипоциты, которые распространены у детей как "детский жир," но гораздо меньше у взрослых, они делают прямо противоположное: они быстро сжигают энергию для выработки тепла и тем самым защищают организм от холода, а также от ожирения и диабета. Сигнальный путь, открытый учеными из Пенсильвании, активирует "программа поджаривания" в белых адипоцитах, что делает их более похожими на сжигающие энергию коричневые адипоциты.
"Вполне возможно, что можно было бы воздействовать на этот путь с помощью лекарства, чтобы белый жир превратился в бурый и тем самым лечил ожирение," сказал старший автор исследования Золтан П. Арани, доктор медицинских наук, доцент кафедры сердечно-сосудистой медицины. Около 36 процентов взрослых американцев страдают ожирением и почти 10 процентов страдают диабетом 2 типа.
Арани и его коллеги обнаружили, что программа потемнения в белых адипоцитах обычно подавляется белком, называемым FLCN. Он выполняет эту функцию в сотрудничестве с основным клеточным сигнальным центром, белковым комплексом, известным как mTOR. Взаимодействие FLCN-mTOR отключает программу потемнения, предотвращая попадание белка TFE3 в ядро клетки.
Ученые показали, что удаление гена FLCN в белых адипоцитах мышей позволяет TFE3 мигрировать в ядро, где он связывается с ДНК и активирует ключевой регулятор клеточного метаболизма под названием PGC-1β. Затем он включает набор генов для программы поджаривания.
У мышей, у которых был удален FLCN, белые адипоциты стали заметно более коричневыми, поскольку они производили больше митохондрий – крошечных кислородных реакторов, которые снабжают химическую энергию внутри клеток и преобразуют энергию в тепло в коричневых адипоцитах. По ряду других причин, включая измененные клеточные структуры, повышенную способность митохондрий потреблять кислород и характерный характер экспрессии генов, клетки стали больше похожи на коричневые адипоциты.
Арани и его команда показали, что они могут воспроизвести этот эффект потемнения, просто вынуждая сверхэкспрессию PGC-1β в белых адипоцитах мышей. "В принципе, лекарство, которое повышает активность PGC-1β или некоторых из его генов-мишеней, может служить терапевтическим активатором программы потемнения для сдерживания ожирения и лечения или предотвращения диабета," Арани сказал.
Помимо потенциальной медицинской значимости, это открытие является важным достижением в понимании клеточной биологии. "Клеточный метаболизм регулируется основными сигнальными путями, и в этом исследовании мы связываем два из этих основных путей, пути mTOR и PGC-1," Арани сказал. "Связь между ними не совсем понятна, но здесь мы значительно ее проясняем."
Арани и его команда планируют дальнейшие исследования этого пути и его связи с другими сигнальными путями mTOR.