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体重增加幅度降低40%,《自然》子刊揭示吃不胖的新策略

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药明康德 2021-05-13 08:05

▎药明康德内容团队编辑

肥胖已经是全球范围内的一种流行病。根据世界卫生组织的统计,在2016年,全球18岁以上的成年人中有39%体重超重,13%患有肥胖症。肥胖与2型糖尿病、心血管疾病、癌症的多种疾病的风险相关,甚至还会增加过早死亡的风险。但是对于很多人来说,成功减肥是一个艰巨的挑战。而很多减肥药物通过影响中枢神经系统来降低食欲,它们可能有严重的精神和心血管副作用。

近日,澳大利亚Garvan医学研究所(Garvan Institute of Medical Research)的一支研究团队在《自然》子刊Nature Communications上发表的研究揭示了一种减肥的新策略,他们发现一种药物能够去掉限制身体中脂肪组织产生热量的“刹车”,通过增加脂肪的热量产生,达到安全减重的效果。

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在这项研究中,科学家们专注于研究神经肽Y(neuropeptide Y, NPY)的信号传导。NPY是新陈代谢的一个重要调节因子,在能量供应低的时候它能够帮助储存脂肪,维持动物的生存。然而,在如今食物供给充足的环境里,这一机制反而加剧了饮食造成的肥胖。

研究人员发现,在肥胖的小鼠和人类的脂肪组织中,NPY受体Y1R的表达水平显著提高,而NPY的其他受体Y2R,Y4R和Y5R的水平变化不大,这意味着Y1R可能是在脂肪组织中介导NPY调控作用的主要受体。有意思的是,研究人员发现皮下脂肪中Y1R的表达水平与患者的身体质量指数(BMI)成正比,因此Y1R介导的信号传导可能与肥胖症的发生有功能性的联系。

为了进一步研究Y1R介导的信号通路在肥胖症中的作用,研究人员在小鼠模型中使用了一种在外周抑制Y1R活性的化合物BIBO3304。这种化合物不能够穿过血脑屏障,因此不会影响到在中枢神经系统中的Y1R活性。在小鼠中的研究发现,如果让小鼠食用富含脂肪的高脂食物,它们的体重会显著增加。而如果同时给食用高脂食物的小鼠服用BIBO3304,那么小鼠体重增加的幅度可以降低40%。

▲BIBO3304在食用高脂食物(HFD)的小鼠中将体重增加降低40%(图片来源:参考资料[2])

进一步的研究发现,这些服用BIBO3304的小鼠并没有少吃,它们体重的降低是由于能量消耗增加。通过红外摄像系统对小鼠皮肤温度的检测发现,小鼠体内褐色脂肪组织(BAT)的温度显著提高。褐色脂肪组织是动物体内生成热量的主要脂肪组织,这一发现表明,小鼠褐色脂肪组织的发热增加是能量消耗变大的主要原因之一。而且,对脂肪组织的基因表达图谱的分析发现,使用BIBO3304阻断Y1R的信号传导,不但能够在褐色脂肪组织中提高跟产热相关的基因表达,还能够促进白色脂肪组织向褐色脂肪组织的转化。

▲小鼠的热成像图片(图片来源:参考资料[2])

那么在小鼠脂肪组织中的发现在人类中能否重复呢?研究人员在体外生成人类脂肪细胞,并且使用BIBO3304或Y1R的激活剂NYP处理这些细胞。他们发现,阻断Y1R信号传导同样会激活一些促进热量产生的基因的表达,而激活Y1R的NYP则会抑制这些基因的表达。这些证据显示,抑制Y1R也可能在人体中激活白色脂肪组织向褐色脂肪组织的转化,从而起到增强脂肪代谢和降低体重增加的效果。


▲这项研究的两位通讯作者,Garvan医学研究所的Yan-Chuan Shi博士(左)和Herbert Herzog博士(右)(图片来源:参考资料[1])

这项研究的联合通讯作者之一,Garvan医学研究所神经内分泌组负责人Yan-Chuan Shi博士说:“Y1R就像身体中抑制热量产生的‘刹车’,我们的研究表明,在脂肪组织中阻断这个受体能够将‘储存能量’的脂肪转化成‘消耗能量’的脂肪,从而提高热量产生并减少体重的增加。”

另一位联合通讯作者Herbert Herzog教授补充道:“我们的团队和其他研究人员还发现靶向NYP-Y1R系统具有更多潜在益处,包括刺激骨细胞生长,以及改善心血管功能和胰岛素抗性。我们希望这些发现的发表能够吸引更多关注,开发BIBO3304和相关药物作为治疗肥胖症和其他健康问题的潜在疗法。”

参考资料:

[1] Boosting body heat production: a new approach for treating obesity. Retrieved May 12, 2021, from https://www.garvan.org.au/news-events/news/boosting-body-heat-production-a-new-approach-for-treating-obesity

[2] Obesity and overweight. Retrieved May 12, 2021, from https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight

注:本文旨在介绍医药健康研究进展,不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。

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