几十年来,科学家们以为他们搞清楚了激素敏感性脂肪酶(HSL)。作为身体的紧急燃料开关,HSL被认为在脂肪细胞的脂滴上工作,当能量不足时分解甘油三酯。但图卢兹大学心血管与代谢疾病研究所(I2MC)的研究人员发现,HSL一直在这些细胞的细胞核深处兼职,帮助调节基因活动并维持健康的脂肪组织。这项发表在《细胞代谢》上的发现,解决了肥胖研究中的一个长期谜团,并为理解糖尿病、心脏病和其他代谢紊乱开辟了新方向。
脂肪细胞,或称脂肪细胞,常被斥为多余热量的被动储存容器。实际上,它们是高度活跃的细胞,帮助调节整个身体的能量系统。在脂肪细胞内,脂肪储存在脂滴中,当身体需要燃料时,肾上腺素等激素会触发HSL将甘油三酯分解为脂肪酸。科学家长期认为,去除HSL会阻止脂肪分解并导致肥胖。然而,对携带HSL基因突变的小鼠和人类的研究却显示相反的结果:他们患上了脂肪营养不良,一种身体失去健康脂肪组织的罕见疾病。这一矛盾困扰了研究人员多年。
尽管肥胖和脂肪营养不良看似相反,但它们会产生许多相同的健康并发症:胰岛素抵抗、2型糖尿病、脂肪肝、炎症和心血管问题。这种重叠表明,健康的脂肪组织不仅关乎你携带多少脂肪,还关乎你的脂肪细胞功能如何。由多米尼克·朗然领导的图卢兹团队想了解为什么失去HSL会导致脂肪组织分解而不是堆积。他们的发现改变了脂肪代谢的科学图景。
研究团队在意外的地方发现了HSL:细胞核,即储存DNA和调节基因的细胞控制中心。“在脂肪细胞的细胞核中,HSL能够与许多其他蛋白质结合,参与维持最佳脂肪组织数量和保持脂肪细胞‘健康’的程序,”合著者杰雷米·迪福解释道。核HSL似乎有助于调节线粒体活性和细胞外基质,这两者在功能失常时都与肥胖、炎症和代谢疾病相关。
HSL根据其位置表现不同。在脂滴上,它作为酶在禁食或运动期间释放储存的脂肪。在细胞核中,它更像一个调节器,维持健康的脂肪组织。核HSL的量随代谢状态变化:禁食期间,肾上腺素将HSL推出细胞核以调动脂肪储备,而喂食高脂饮食的肥胖小鼠则显示核HSL水平升高。该蛋白的移动似乎受涉及TGF-β和SMAD3的信号通路控制,这些分子已知影响炎症和代谢疾病。证据还表明,核HSL与参与基因表达和RNA加工的蛋白质相互作用,直接在基因水平影响脂肪细胞功能。
这些发现解释了为什么完全缺乏HSL会导致脂肪营养不良而不是肥胖:没有核HSL,脂肪细胞失去保持健康的能力。“HSL自20世纪60年代以来就被称为脂肪动员酶。但现在我们知道,它在脂肪细胞的细胞核中也扮演着重要角色,帮助维持健康的脂肪组织,”朗然说。这一发现可能帮助研究人员理解为什么一些肥胖治疗成功而另一些失败,因为许多当前疗法专注于减少脂肪量而不保留健康的脂肪组织功能。
随着全球肥胖率持续上升——数十亿人现在超重或肥胖,增加了糖尿病、心脏病、中风、睡眠呼吸暂停和某些癌症的风险——研究人员希望