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一个药丸去肥?研究人员将白色脂肪细胞转变为棕色脂肪细胞

科学家们哈佛大学创建了一个利用人类干细胞筛选化合物的系统,可以将白色脂肪细胞变成棕色脂肪细胞。 /

哈佛干细胞研究所(HSCI)的研究人员已经将他们所描述的“控制肥胖的第一步,用于替代跑步机的药丸”,尽管这种转变当然不能提供运动的所有好处。

HSCI主要研究人员Chad Cowan及其在哈佛大学的团队成员和哈佛大学附属医院的马萨诸塞州综合医院(MGH)表示,他们已经创建了一个系统,利用人类干细胞筛选有可能变白的化合物,或“坏的,“脂肪细胞变成棕色或”好“脂肪细胞,并且已经确定了两种可以在人类细胞中实现这种功能的化合物。

从这些发现到安全有效的药物治疗的途径可能并不容易,而且这些发现必须由其他研究小组重复并精炼,才能导致临床治疗。

然而,Cowan说目前发现的两种化合物“靶向同一个分子,并且该分子在炎症反应中起作用。所以如果你长期服用它们,那么服用它们的人可能会受到免疫力的损害,“这与使用这些最初的化合物而不加修改是一致的。然而,其中一种已经上市,作为美国食品和药物管理局批准用于类风湿性关节炎的治疗。

白色脂肪细胞将能量储存为脂质,并在肥胖症,2型糖尿病和相关病症(包括心脏病)的发展中发挥作用,而棕色脂肪已在小鼠中显示出降低甘油三酯水平,降低与2型相关的胰岛素抵抗糖尿病和白色脂肪燃烧。

当身体摄取过多能量时,它会以脂质储存在白色脂肪细胞中。当摄入过多的卡路里并没有充分燃烧时,体内的成体干细胞会产生更多的白色脂肪细胞,增加了一个人的脂肪负担。

Cowan的研究小组发现了两种小分子,可将脂肪干细胞(通常会产生白色脂肪)转化为棕色脂肪细胞。这些棕色脂肪细胞燃烧多余的能量,从而减少白色脂肪细胞的大小和数量。

Cowan是哈佛大学干细胞与再生生物学系副教授及其同事的报告,今天早些时候由Nature Cell Biology杂志在线发布。该研究的主要作者Annie Cowan是Cowan实验室的博士后研究员。

考恩说,“我们留下深刻印象的是,有些化合物在给动物服用时具有同样的效果,但是当你将它们去除时,效果就会消失。但我们在这里看到的是将白色脂肪细胞稳定转化为棕色细胞。

“你不断补充你的脂肪组织,”Cowan解释说,“所以如果你正在使用药物来转换细胞,那么每个新的脂肪细胞都会有更多的代谢活性,并随着时间的推移会转化为棕色脂肪,”减少发展2型糖尿病或与脂肪积聚有关的任何其他病症。

作为HSCI联合董事Doug Melton哈佛实验室的前博士后研究员,Cowan在七年多前开始研究脂肪细胞,当时他建立了自己的实验室,最初在MGH再生医学中心建立。 “我想用干细胞来源的脂肪来达到这个目的,并且了解我的实验室仍然在做的2型糖尿病和肥胖症的各个方面,”Cowan说。

但是,这一点的路径是漫长的。 Cowan说虽然有文献报道研究小组从干细胞产生脂肪细胞,但“我们无法得到任何这些方案的工作。所以我们不得不花费前三到四年的时间来完善这些方案来生产白色和棕色脂肪细胞。“

Cowan说,目前的研究结果源于与药物巨头罗氏制药公司的赞助性研究合作,但“不幸的是,与罗氏的合作已经结束,因为该公司因为不相关的原因决定终止其代谢疾病计划。”

“我们通过筛选大约1000种化合物的库,发现了这两种化合物,”Cowan说,“所以我们知道,如果我们能够访问典型的制药公司的150到200万种化合物库,我们会找到其他化合物。”Cowan目前在与几家制药公司讨论继续工作。此外,德国的一位合作者一直在测试老鼠的前两种化合物。 “我们预计很快就会有结果,”Cowan补充说,“这些化合物在老鼠身上似乎以相同的方式工作,但我们不知道长期的代谢或免疫系统效应是什么

“这是我们预期十年前形成HSCI的事情,”Cowan说。 “好消息/坏消息是科学很缓慢。只是建立概念证明需要大量的时间。我们认为与干细胞一起工作会导致新药物和疗法的发现,现在它真的开始发生了。十年艰苦的基础科学工作正在取得成效。“

出版物:Annie Moisan等人,“白色至棕色代谢转换人类脂肪细胞通过JAK抑制“,Nature Cell Biology(2014); doi:10.1038 / ncb3075

来源:哈佛大​​学工作人员B. D. Colen

图片:Tim Ahfeldt /哈佛大学