深圳子科生物報(bào)道:代謝生物學(xué)領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊《Nature Metabolism》在線發(fā)表了上??萍即髮W(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院戚煒副教授(常任序列)課題組和武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院宋保亮教授課題組合作的研究論文《Gpnmb secreted from liver promotes lipogenesis in white adipose tissue and aggravates obesity and insulin resistance》。
這項(xiàng)研究利用小鼠模型和人群樣本,發(fā)現(xiàn)由肝臟分泌的Gpnmb蛋白可作用于脂肪組織,促進(jìn)脂質(zhì)合成,參與肥胖及胰島素抵抗的病程。而運(yùn)用抗體中和等方法降低血液中的Gpnmb可以有效抑制脂肪組織合成脂質(zhì)的能力,提高機(jī)體能量消耗,減輕肥胖并改善胰島素抵抗。研究揭示了在代謝性疾病等情況下肝臟和脂肪組織的一種通訊機(jī)制,也證明靶向Gpnmb可治療肥胖和糖尿病等。同期雜志發(fā)表題為《GPNMB: expanding the code for liver–fat communication》的News & Views進(jìn)行評(píng)論。
根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì),2016年,18歲及以上的成年人中逾19億人超重,其中超過(guò)6.5億人肥胖1。肥胖是糖尿病、脂肪肝和心腦血管疾病的重要危險(xiǎn)因素,可受遺傳和環(huán)境等多因素影響。發(fā)現(xiàn)新的“肥胖因子”對(duì)于認(rèn)識(shí)和治療代謝性疾病有重要意義。
機(jī)體內(nèi)的脂質(zhì)代謝處于動(dòng)態(tài)平衡調(diào)控中,sterol-response element binding protein (SREBP)通路可在脂質(zhì)缺乏時(shí)啟動(dòng)甾醇和脂質(zhì)合成、吸收的基因表達(dá),是其中一個(gè)重要的調(diào)控通路。之前,宋保亮等在研究中發(fā)現(xiàn),肝臟中特異抑制SREBP通路后可引起脂肪組織的脂質(zhì)合成增加,從而推測(cè)肝臟可分泌某種“肥胖因子”,促進(jìn)脂肪組織脂質(zhì)合成2。在本研究中,研究者分析了SREBP通路抑制的小鼠肝臟差異表達(dá)基因,對(duì)候選基因逐一用腺病毒在小鼠肝臟中過(guò)表達(dá),鑒定出Gpnmb可促進(jìn)脂肪組織合成脂質(zhì)的能力。Gpnmb通過(guò)結(jié)合脂肪細(xì)胞膜表面的CD44受體上調(diào)脂質(zhì)合成。在小鼠中過(guò)表達(dá)Gpnmb,可使脂肪重量顯著增加,脂肪細(xì)胞變大,脂肪組織脂質(zhì)合成基因顯著上調(diào)。
那么,這條促進(jìn)脂肪組織脂質(zhì)合成的通路有沒(méi)有可能參與了肥胖的成因和病程發(fā)展呢?作者發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)Gpnmb可加重小鼠模型中飲食誘導(dǎo)的肥胖,增加脂肪組織重量,提高脂肪組織脂質(zhì)合成能力,并觀察到脂肪組織的產(chǎn)熱能力受到抑制,機(jī)體的能量消耗降低,加重胰島素抵抗。而人群中,人血清Gpnmb的濃度與許多肥胖相關(guān)的指標(biāo)(尤其是BMI)呈正相關(guān),并且關(guān)聯(lián)緊密。
進(jìn)而,作者制備了Gpnmb中和抗體,發(fā)現(xiàn)抗體注射能有效逆轉(zhuǎn)肥胖小鼠的表型:減少脂肪組織重量,降低脂肪組織脂質(zhì)合成基因的表達(dá),促進(jìn)脂肪組織產(chǎn)熱,并減輕胰島素抵抗。這些研究結(jié)果鑒定出Gpnmb是一個(gè)新型“肥胖因子”,闡明其作用機(jī)理,并驗(yàn)證靶向Gpnmb可治療肥胖和糖尿病等。
研究由上??萍即髮W(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院戚煒課題組與武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院宋保亮課題組合作完成,同時(shí)得到了上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院寧光院士團(tuán)隊(duì)的支持,宋保亮與戚煒為共同通訊作者。該工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃經(jīng)費(fèi)支持。戚煒博士的主要研究領(lǐng)域?yàn)楸碛^遺傳與藥物研發(fā),研發(fā)了組蛋白甲基化酶PRC2的抑制劑,并發(fā)現(xiàn)組蛋白去甲基化酶LSD1可抑制Wnt通路從而調(diào)控棕色脂肪組織分化發(fā)育。自2018年3月入職上科大生命學(xué)院后,戚煒實(shí)驗(yàn)室的主要研究方向是腫瘤表觀藥物的分子藥理和代謝的表觀遺傳調(diào)控。
原文標(biāo)題:
Gpnmb secreted from liver promotes lipogenesis in white adipose tissue and aggravates obesity and insulin resistance