武漢大學李紅良團隊首次證明抑制脂肪生成的全新因子
武漢大學李紅良、袁玉峰等共同通訊在國際代謝領域頂尖雜誌Cell Metabolism在線發表研究論文,首次證明TMBIM1是一個抑制脂肪生成的全新因子,揭示了TMBIM1對脂肪生成和肥胖相關代謝紊亂的關鍵負調控作用,提示TMBIM1是治療肥胖相關代謝紊亂的潛在分子靶點。
隨著經濟發展和生活方式的變化,全球肥胖率呈持續上升趨勢,2019年中國肥胖人口規模已超過2.5億人。伴隨肥胖引起的慢性代謝性疾病,造成了日益巨大的社會醫療支出,成為公共健康的重大負擔。然而,用於治療或者緩解肥胖及其引起的代謝紊亂的治療方法和手段仍然十分有限。
肥胖(Obesity)是由白色脂肪組織過度擴增引起的。當營養攝入過剩時,脂肪組織通過脂肪細胞肥大或增生兩種方式擴增。其中,脂肪細胞增生是脂肪生成的結果,它可避免病理性脂肪組織重塑,從而維持脂肪組織正常的代謝功能,有利於機體維持代謝平衡。
脂肪生成(adipogenesis)是脂肪前體細胞特化為脂肪細胞譜系(即前脂肪細胞),積累營養並分化為成熟脂肪細胞的過程。
目前,脂肪生成機制尚未完全闡明,尤其是對營養過剩引起的體內脂肪生成的研究非常有限。因此,尋找新的脂肪生成調控的關鍵因子有助於為治療肥胖引起的代謝紊亂提供新策略。
該研究利用生物信息學手段分析小鼠和人前脂肪細胞分化的轉錄組學數據,發現溶酶體膜蛋白TMBIM1在脂肪細胞分化過程中表達顯著改變。研究證實了在體外前脂肪細胞分化模型中,TMBIM1發揮抑制脂肪細胞分化的功能。
在高脂飲食餵養誘導肥胖模型時,脂肪前體細胞特異性TMBIM1敲除小鼠的附睾脂肪組織表現為脂肪細胞增生並改善肥胖引起的全身代謝紊亂;而脂肪前體細胞特異性TMBIM1轉基因小鼠的附睾脂肪組織表現為脂肪細胞肥大且代謝紊亂進一步惡化。
進一步深入分子機制研究闡明TMBIM1結合併促進E3泛素連接酶NEDD4的自泛素化從而加速其降解,而NEDD4發揮穩定脂肪生成關鍵促進因子PPARγ的作用,因此,TMBIM1通過降低PPARγ的穩定性而抑制脂肪生成。
該研究揭示了脂肪前體細胞TMBIM1缺失促進能量過剩誘導的脂肪組織增生並改善肥胖引起的代謝紊亂,為加深脂肪生成調控機制的認識理解提供了潛在分子靶點與新思路。
TMBIM1調控脂肪生成新機制
過去十多年來,李紅良團隊對溶酶體調控蛋白在心血管代謝性疾病中的作用和機制進行了持續性研究,系統揭示了膜蛋白TMBIM1調控非酒精性脂肪肝炎、病理性心肌肥厚、肥胖等心血管代謝疾病的作用機制,包括首次揭示了多泡體(MVB)調控蛋白Tmbim1在非酒精性脂肪肝病(NAFLD)和非酒精性脂肪肝炎(NASH)中的關鍵負調控作用(Nature Medicine. 2017 ;23(6):742-752.) ;並首次揭示了溶酶體代謝途徑在病理性心臟重構中的關鍵作用,證實靶向多泡體(MVB)調控因子是治療病理性心肌肥厚和心力衰竭的有效途徑(Circulation. 2018;137(14):1486-1504.)。系列研究深入系統探索溶酶體及囊泡運輸調控蛋白在心血管代謝疾病中的作用,為NAFLD、NASH和心力衰竭的臨床防治提供了新的理論基礎。
該研究工作是上述系列科研工作的延續,研究進一步闡明了TMBIM1在脂肪生成和肥胖及其代謝紊亂中的功能與作用機制,為治療肥胖及其相關代謝紊亂提供了新的治療靶點與策略。