i de senere år har brunt fedt fået opmærksomhed som det såkaldte gode fedt, der kan beskytte mod fedme og dets tilknyttede sundhedsrisici, som hjerte-kar-sygdomme og diabetes. To separate større undersøgelser, den ene led af Liangyou Rui, Ph. D. og en af Ling Qi, Ph. D., både med institut for molekylær & integrativ fysiologi, hjælpe med at forklare, brunt fedt egenskaber.,
brunt fedt og hjernen
beliggende i små lommer i hele kroppen bruger de fleste pattedyr brunt fedt (og dets nært beslægtede fætter beige fedt) for at holde sig varme. “I mus og mennesker, hvis du har mere brun eller beige fedt, du er mere beskyttet fra metabolisk sygdom,” siger Rui, Louis G. D’Alecy Kollegiale Professor i fysiologi ved U-M Medical School, hvis lab studier af de molekylære og fysiologiske mekanismer af fedme, sukkersyge og fedtlever sygdom. I en ny undersøgelse offentliggjort i Nature Communications, Rui, første forfatter Lin Jiang, Ph. D.,, og deres kolleger afslører en vej, hvormed hormonet leptin bidrager til vægttab.
Leptin regulerer kropsvægt ved at kontrollere appetit og energiforbrug, men præcis hvordan har været et mysterium. Hvad der er kendt, siger Rui, er, at leptin aktiverer brunt og beige fedt. Den nye undersøgelse belyser en molekylær accelerator af leptinvirkning i hjernen kaldet Sh2b1. Hans team har fundet ud af, at Sh2b1 i hypothalamus, et vigtigt hjerneområde, der styrer kropstemperatur og sult blandt andre funktioner, fremmer stimuleringen af det sympatiske nervesystem., Det sympatiske nervesystem sender signaler til brunt og beige fedt for at aktivere det, hvilket opretholder kropsvægt og stofskifte.
holdet demonstrerede dette principbevis ved at oprette to musemodeller. Mus, der manglede Sh2b1-genet i leptinreceptorneuronerne, ” havde et utroligt reduceret sympatisk drev til det brune og beige fedt og reduceret evne til at fremme energiforbrug,” siger Rui. Dette reducerede brunt fedts evne til at blive metaboliseret til varme, hvilket sænkede musens kernekropstemperatur., Derudover udviklede musene også fedme, insulinresistens og en fedtlever. I modsætning hertil blev mus med ekstra ekspression af Sh2b1 i deres hjerner beskyttet mod fedme.
ligesom Podcasts? Tilføj Michigan Medicine ne .s Break til din ale .a-aktiverede enhed, eller abonner på opdateringer på iTunes, Google Play og Stitcher.
“ingen vidste, at Sh2b1 i hjernen styrer det sympatiske nervesystem eller var påkrævet for leptin at aktivere brunt fedt for at øge energiforbruget,” bemærker Rui., Hvad angår hvordan denne konstatering kunne anvendes på mennesker, siger han, at håbet i sidste ende er at finde en måde at øge ekspressionen af Sh2b1 eller dens evne til at forbedre leptin-signalering og fedtforbrænding.
Andre U-M forfattere, der bidrager til det papir, der omfatter: Haoran Su, Xiaoyin Wu, Hong Shen, Min-Hyun Kim, Yuan Li, Martin G. Myers Jr, og Chung Owyang.
brunt fedt og cellen
brunt fedt får sin farve fra store mængder jernholdige mitokondrier, i modsætning til det hvide fedt, der er knyttet til fedme., Et hold ledet af Qi, en professor i molekylær & integrativ fysiologi og intern medicin ved U-M Medical School har været at undersøge, hvordan mitokondrier, kraftværket i cellen, og en anden cellulære struktur, der kaldes endoplasmatisk reticulum (ER), som er involveret i produktion af proteiner og lipider, interagere inde brune fedtceller.
de har især undersøgt rollen som et proteinkompleks involveret i en proces kaldet er-associeret proteinnedbrydning eller erad., Kort sagt er ERAD processen med at fjerne og ødelægge misfoldede proteiner, som at tage papirkurven ud af ER.
“alle troede, at ERAD kun var en del af det generelle cellulære respons, når celler gennemgår ER-stress,” siger .i. “Vi har vist i de sidste seks år, at det spiller en grundlæggende rolle i sundhed og sygdom.”
I en ny undersøgelse, offentliggjort i Science, Qi sammen med første forfattere Zhangsen Zhou, Ph. D., Mauricio Torres, Ph. D., og deres kolleger, viser, hvordan en ERAD protein kompleks påvirker den korrekte funktion af mitokondrierne.,
typisk har ER og mitokondrier løbende interaktion ved berøringspunkter kaldet mitokondrier-associerede membraner. Disse kontaktpunkter markerer områder for mitokondrier at opdele til produktion af nye mitokondrier og til udveksling af andre molekyler såsom lipider og calcium. ER danner tubuli, der omgiver mitokondrierne for at gøre dem klar til opdeling.
Ved hjælp af den nyeste 3D-billeddannelse opdagede forskerne, hvad der sker med mitokondrier i brunt fedt, der mangler en del af et Erad-proteinkompleks, kaldet Sel1L-hrd1, når de udsættes for kulde.,
“Når du sletter dette kompleks i brune adipocytter, bliver mitokondrierne aflange og forstørrede,” siger .i. 3D-billedet gjorde det muligt for dem at se en tidligere ukendt interaktion mellem mitokondrier og ER, med mitokondrier indpakning i en U-form omkring er-tubuli.
mere fra laboratoriet: Abonner på vores ugentlige Nyhedsbrev
når musene blev anbragt i et koldt miljø, foldede enderne af mitokondriernes ydre membran tilbage på sig selv, til sidst smeltede og omsluttede ER-tubulerne fuldstændigt., Resultatet, siger Qi, er unormalt store, misdannede, dysfunktionelle mitokondrier.
“vi viste, at disse mitokondrier ikke fungerer normalt, og musene bliver koldfølsomme, deres kropstemperatur falder meget hurtigt,” siger .i. Med andre ord, uden dette erad-proteinkompleks bruges det brune fedt ikke til at generere varme. Under et mikroskop havde dette dysfunktionelle brune fedt større dråber af lipider end brunt fedt fra mus med proteinkomplekset intakt.
“Dette er meget uventet., Resultaterne her ændrer grundlæggende vores forståelse af er-mitokondriel kommunikation og demonstrerer yderligere vigtigheden af et er-nedbrydningskompleks i cellebiologi.”
Dette papir indeholder også bidrag fra følgende U-M forfattere: Christopher Halbrook, Françoise Van den Bergh, Rachel B. Reinert, Siwen Wang Yingying Luo, Allen H. Jæger, Thomas H. Sanderson, Aaron Taylor, Costas A. Lyssiotis, Jun Wu og Daniel A. Skæg.,
Papirer nævnt ovenfor:
“Leptin-receptor-udtrykke neuron Sh2b1 understøtter sympatiske nervesystem og beskytter mod fedme og metaboliske sygdomme, Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-020-15328-3
“Endoplasmatisk reticulum–forbundet nedbrydning regulerer mitokondrie-dynamik i brune fedtceller”, Science, DOI: 10.1126/videnskab.aay2494