喝水都長肉?食物攝入正常情況下還胖可能是因為基因缺陷
UT西南大學宿主防禦遺傳學中心的研究人員發現,一個有缺陷的基因,而不是有缺陷的飲食可能解釋了為什麼有些人即使不比別人吃得多,也會過度增加體重。發表在《細胞代謝》(Cell Metabolism)上的研究結果描述了一個名為Ovol2的基因缺陷是如何導致活動水平和食物攝入量正常的小鼠在進入成年後由於產生身體熱量的問題而變得肥胖的。
如果在人類中也是如此,很可能是因為人類擁有一個幾乎相同的基因及其蛋白產品,那麼這些發現最終可以幫助確定肥胖症的潛在治療方法。
研究負責人、內科學助理教授張昭博士說:”大多數肥胖症是由暴飲暴食或缺乏體育活動引起的,但我們的研究表明,一個很少被研究的基因Ovol2的突變會導致大規模肥胖–完全是由於生熱或產熱的缺陷。”
在美國,大約42%的人遇到了肥胖問題,這種情況促使許多其他健康問題的風險上升,包括心臟疾病、中風、II型糖尿病和某些類型的癌症。儘管研究人員同意肥胖似乎源於一個人的基因和他或她的環境之間的相互作用,但在最常見的肥胖形式中發揮重要作用的基因並不為人所知,小鼠和人類中最有名的肥胖突變導致貪婪的食慾。
為了進一步了解肥胖症的基本機制,張博士和貝特勒博士及其同事使用一種化學物質在小鼠的DNA中產生隨機突變。在一個特定的小鼠家族中,肥胖開始於大約10週齡–囓齒類動物的年輕成人期並持續到這些動物嚴重超重。研究人員在一個名為Ovol2的基因中發現了相關的突變。
貝特勒博士說:”以前沒有人把這個基因與肥胖聯繫起來,因為它是生命的必需品。我們身體創造的突變足夠溫和,允許人繼續生存下去,但其破壞性足以顯示出驚人的代謝缺陷。”
與正常棕色脂肪(左)相比,Ovol2突變體棕色脂肪(右)在產熱方面有缺陷,大量積累額外的脂質(大白洞)。
與沒有經過誘變的同胞相比,肥胖小鼠的脂肪重量增加了556%,同時瘦肉重量減少了20%。實驗顯示,肥胖的動物在暴露於寒冷時無法保持其核心體溫,這似乎是由於無法有效地使用一種叫做棕色脂肪的組織,其主要功能是產生熱量。進一步的測試表明,健康的Ovol2基因抑制了白色脂肪的發展,白色脂肪是負責能量儲存的主要組織。
當研究人員過度表達正常的Ovol2蛋白時,他們發現在餵養高脂肪飲食的小鼠中,動物的體重增長遠遠低於野生型對照組。作者說,這些發現表明Ovol2是能量代謝的一個關鍵角色,這對人類來說可能是同理的,因為人類的Ovol2蛋白與小鼠的版本非常相似。張博士說,最終醫生可能能夠通過給病人服用提高Ovol2功能的藥物來治療肥胖症。
貝特勒和張博士是與這些發現有關的一項專利的發明人。
西南大學是一個營養肥胖研究中心,是美國國家衛生研究院資助的12個中心之一,也是德克薩斯州唯一的中心。該中心支持150多名UT西南大學的科學家研究肥胖症的原因、預防和治療方案的工作。
Beutler博士是研究中心執行教授,擔任雷蒙德和艾倫-威利癌症研究傑出主席,以紀念拉弗恩和雷蒙德-威利先生。他因發現先天免疫系統如何被激活而獲得2011年諾貝爾生理學或醫學獎。
這項工作得到了美國國立衛生研究院(K99 DK115766,R00 DK115766,R01 AI125581和U19 AI100627)和Lyda Hill基金會的支持。