肥胖症和二型糖尿病是两种相互关联、严重危害当代人群健康的的代谢疾病,可以引发冠心病、中风、脂肪肝、神经退化等多种并发症。如果能设法将能量消耗-摄入之间的平衡更加地趋向于消耗这一端倾斜,那么将可以显著地缓解疾病的症状。
白色脂肪组织是人体内储存脂肪的主要场所,其在特定刺激下可发生“褐化”,即表现出类似褐色脂肪组织的代谢特点――高耗能产热。因此,如果能够改变白色脂肪组织的代谢特点,使其倾向于“褐化”,将有望起到治疗效果。
最近,Scripps研究所(佛罗里达校区)Anutosh Chakraborty教授的团队找到了有望用于实现这一效果的靶点蛋白――己糖肌醇磷酸激酶1(IP6K1)。
IP6K1本身可影响由“细胞能量感受器”――AMP依赖蛋白激酶(AMPK)调控的脂肪细胞内代谢途径,减慢体内脂肪的分解和消耗速度,从而加快脂肪积累。这一成果发表于近期的《The Journal of Clinical Investigation》期刊上。
“我们发现IP6K1可以作为肥胖症和二型糖尿病的合适的治疗靶点,”Chakraborty教授说道:“我们还发现了IP6K1的抑制剂TNP可缓解由饮食引起的肥胖症和胰岛素抗性。”
IP6K1可对白色脂肪组织的代谢模式带来明显的影响。
它的底物肌醇六磷酸(IP6)可促进AMPK的磷酸化活化,从而上调促进白色脂肪组织褐化的PGC1α转录辅激活因子以及解耦联蛋白1(UCP1)介导的产热过程。
而IP6K1则会将IP6转化为肌醇七磷酸(5-IP7),后者便不再会活化AMPK,并同时会抑制促进褐化过程的Akt激酶。
小鼠实验显示,寒冷刺激可下调白色脂肪组织中的IP6K1水平,从而增加此时脂肪的分解产热。
当IP6K1在白色脂肪组织中被敲除后,其中的AMPK活性增加,脂肪分解产热显著加强――白色脂肪组织呈现褐化特征,包括UCP1和PGC1α等褐化标志蛋白水平的上升。
当这种IP6K1敲除小鼠接受高脂肪饮食时,发展出肥胖症和胰岛素抗性的倾向明显下降。研究者进一步发现,IP6K1的抑制剂TNP可在小鼠身上起到类似的效果。
“此外,TNP还会促进小鼠体重减轻,并且改善已患肥胖症小鼠的多项代谢指标,” Chakraborty教授说道。
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