I de senere år, brun fett har fått oppmerksomhet som den såkalte god fett som kan beskytte mot fedme og tilhørende helserisiko, slik som hjerte-og karsykdommer og diabetes. To separate store studier, ett ledet av Liangyou Rui, Ph. D. og en av Ling Qi, Ph. D., både med institutt for molekylær & integrerende fysiologi, bidra til å forklare brunt fett egenskaper.,
Brunt fett og hjernen
Ligger i små lommer i hele kroppen, de fleste pattedyr bruke brunt fett (og dens nært knyttet fetter beige fett) for å holde seg varm. «I mus og mennesker, hvis du har mer brun eller beige fett, du er mer beskyttet mot metabolsk sykdom, sier Rui, Louis G. D’Alecy Kollegialt Professor i fysiologi ved U-M Medical School, som lab-studier av molekylære og fysiologiske mekanismer av fedme, diabetes og fatty leversykdom. I en ny studie publisert i Nature Communications, Rui, første forfatteren Lin Jiang, Ph. D., og deres kolleger avsløre en sti som hormonet leptin bidrar til vekttap.
Leptin regulerer kroppens vekt ved å kontrollere appetitten og energi utgifter, men akkurat hvordan har vært et mysterium. Hva er kjent for, sier Rui, er at leptin aktiverer brun og beige fett. Den nye studien belyser en molekylær accelerator av leptin handling i hjernen som kalles Sh2b1. Hans team har funnet at Sh2b1 i hypothalamus, som er et viktig hjernen regionen kontrollerende organ temperatur og sult blant andre funksjoner, fremmer stimulering av det sympatiske nervesystemet., Det sympatiske nervesystemet sender signaler til brun og beige fett for å aktivere den, og dermed opprettholde kroppsvekt og metabolisme.
laget viste dette proof-of-prinsippet ved å opprette to mus modeller. Mus som manglet Sh2b1 genet i leptin reseptor nevroner «hadde en utrolig redusert sympatisk stasjonen til brun og beige fett og redusert evne til å fremme energi utgifter, sier Rui. Dette har redusert evne til brunt fett for å bli metabolisert til varme, senke musene er kjernen kroppstemperatur., Hva er mer, mus også utviklet fedme, insulinresistens og fettsyrer i leveren. I motsetning til mus med ekstra uttrykk for Sh2b1 i hjernene deres var beskyttet mot fedme.
Som Podcaster? Legg til Michigan Apotek Nyheter Pause til Alexa-aktivert enhet eller abonnere på oppdateringer på iTunes, Google Play og Stitcher.
«Ingen visste at Sh2b1 i hjernen som styrer det sympatiske nervesystemet eller var nødvendig for leptin for å aktivere brunt fett for å øke energiforbruket,» notater Rui., Som for hvordan denne kunnskapen kan brukes til mennesker, sier han håpet er å til slutt finne en måte å gi uttrykk for Sh2b1 eller dens evne til å forbedre leptin signalering og fettforbrenning.
Andre U-M forfatterne å bidra til dette papiret inkluderer: Haoran Su, Xiaoyin Wu, Hong Shen, Min-Hyun Kim, Yuan Li, Martin G. Myers Jr, og Chung Owyang.
Brunt fett og cellen
Brunt fett får sin farge fra høye mengder av jern-inneholder mitokondrier, i motsetning til standard hvit fett knyttet til fedme., Et team ledet av Qi, som er professor i molekylær & integrerende fysiologi og indremedisin på U-M Medical School har vært å studere hvordan mitokondriene, kraftverket i cellen, og en annen mobil struktur kalt endoplasmic reticulum (ER), som er involvert i produksjon av proteiner og lipider, samhandle inne brune fettceller.
spesielt, de har studert rollen som en protein kompleks som er involvert i en prosess som kalles IS-assosiert protein nedbrytning, eller ERAD., Enkelt sagt, ERAD er prosessen med å fjerne og ødelegge misfolded proteiner, som å ta ut søpla ut av HAN.
«Alle trodde at ERAD var bare en del av den generelle cellulær respons når cellene gjennomgår ER stress, sier Qi. «Vi har vist i de siste seks årene at det spiller en fundamental rolle i helse og sykdom.»
I en ny studie, publisert i Science, Qi sammen med første forfattere Zhangsen Zhou, Ph. D., Mauricio Torres, Ph. D., og deres kolleger vise hvordan en ERAD protein kompleks påvirker den riktige funksjonen til mitokondriene.,
Vanligvis, ER og mitokondrier har pågående interaksjon på touch punkter som kalles mitokondrier-forbundet membraner. Disse punktene av kontakt mark områder for mitokondrier å dele for produksjon av nye mitokondrier og for utveksling av andre molekyler som for eksempel fett og kalsium. Det ER former tubuli som omgir mitokondriene for å få dem klar for divisjon.
ved Hjelp av state of the art 3D-avbildning, forskere oppdaget hva som skjer til mitokondriene i brunt fett som mangler en del av en ERAD protein kompleks, kalt Sel1L-Hrd1, når de utsettes for kulde.,
«Når du sletter denne komplekse i brun adipocytter, mitokondrier bli forlenget og forstørret, sier Qi. 3D-bilde gjorde dem i stand til å vise en tidligere ukjent samspillet mellom mitokondrier og ER, med mitokondrier innpakning i en U-form rundt ER tubuli.
MER FRA LAB: Abonner på vårt ukentlige nyhetsbrev
Når musene ble plassert i et kaldt miljø, endene av den ytre membran av mitokondrier kastet tilbake på seg selv, til slutt festes og helt omsluttende ER tubuli., Resultatet, sier Qi, er unormalt stor, misdannet, dysfunksjonelle mitokondrier.
«Vi viste at disse mitokondriene ikke fungere normalt, og musene blir kaldt sensitive, kroppen temperaturen synker svært raskt, sier Qi. Med andre ord, uten at dette ERAD protein kompleks, det brune fettet ikke blir brukt til å generere varme. Under et mikroskop, denne dysfunksjonelle brunt fett, hadde større dråper av lipider enn brunt fett fra mus med protein kompleks intakt.
«Dette er høyst uventet., Resultatene her fundamentalt endre vår forståelse av ER-mitokondrie kommunikasjon og ytterligere demonstrere viktigheten av at en ER nedbrytning kompleks i cellebiologi.»
Dette papiret inneholder også bidrag fra følgende U-M forfattere: Christopher Halbrook, Françoise Van den Bergh, Rachel B. Reinert, Siwen Wang, Yingying Luo, Allen H. Hunter, Thomas H. Sanderson, Aaron Taylor, Costas A. Lyssiotis, Jun Wu og Daniel A. Skjegg.,
Papirer sitert:
«Leptin reseptor-å uttrykke nevron Sh2b1 støtter sympatiske nervesystemet og beskytter mot fedme og metabolsk sykdom, Natur Kommunikasjon, DOI: 10.1038/s41467-020-15328-3
«Endoplasmic reticulum–forbundet nedbrytning regulerer mitokondrie dynamikk i brun adipocytter», Vitenskap, DOI: 10.1126/vitenskap.aay2494