2007-12-18

脂肪如何貯存於細胞內?

Fundamental discovery reveals how fat is stored in cells
http://www.physorg.com/news117133601.html

December 17, 2007

在尋找負責將脂肪貯存在細胞中的基因時,Yeshiva 大學 Albert Einstein 醫學院的科學家回答了生物學上一個最基本的問題。他們的發現,出現在 PNAS 12/17-21 的線上早期版,將導致治療肥胖與相關疾病的新策略產生。

科學家先前已鑑別出負責在細胞合成內脂肪的基因。不過管理下一個步驟 -- 將脂肪裹入一層磷脂質(phospholipids)與蛋白質內以形成脂質滴(lipid droplets)-- 的基因卻找了很久,而且有好理由。

"將脂肪貯存在脂質滴內,顯然對於細胞將脂肪當作一種能源來利用至關緊要," David Silver 博士說,Einstein 學院生物化學助教授,同時也是本論文的資深作者。"從酵母到人類,將脂肪分割成小滴是動物中一種普遍的功能。當然,在人身上,我們的脂肪組織攝取過量的脂質滴會導致肥胖。"

Silver 博士等人確認二種基因,那對於將脂肪包裹至脂質滴中相當重要。他們稱這些基因為 FIT1 與 FIT2(Fat-Inducing Transcripts 1 and 2,誘導脂肪轉錄 1 與 2)。由這二種基因編碼所構成的蛋白質有 200 個氨基酸長,且這二種基因之間有 50% 相似性。FIT 蛋白質的氨基酸序列不同於任何物種中所發現的已知蛋白質,這指出 FIT 基因組成一種新穎的基因家族。

研究者進行數種不同的實驗以確認 FIT1 與 FIT2 在脂肪儲存上所扮演的角色。在其中一個實驗裡,他們過度表現二種基因(換言之,將其額外副本插入)到人類細胞中。當「過度表現」與對照組細胞的脂肪合成率保持相同時,脂質滴的數量在「過度表現」細胞中戲劇性的增加,在 4-6 倍之間。

利用一種不同的手法來評估 FIT 的功能,研究者接著「抑制(knocked down)」老鼠脂肪細胞內的 FIT2 基因(FIT1 沒有表現在這些細胞中)。他們的推論:如果 FIT2 確為脂質滴形成所需,那麼抑制 FIT2 表現應能徹底破壞脂質滴的累積。在檢查這些脂肪細胞的脂質滴後揭露,FIT2 表現受到抑制的細胞,其中脂質滴劇幅減少。

最後,研究者在整隻動物 -- 斑馬魚(zebrafish) -- 身上完成一個類似的 FIT2 「抑制實驗」。斑馬魚卵被注入一段 DNA,專門用來干擾 FIT2 的表現。接著,為了要誘使脂質滴在斑馬魚幼體內形成(主要位於肝臟與腸道),可自由游動的、 6 天大的幼體被餵食高脂肪食物達 6 小時。雖然這些幼體展現出一般的餵食習性,不過在檢查牠們的肝臟與腸道後,發現幾乎沒有脂質滴出現。

"這些證據的跡象支持我們的結論,FIT 基因對於脂質滴在細胞當中的累積是必需的," Silver 博士說。"現在我們已鑑別出基因與其編碼所形成的蛋白質,那應當能開發藥物,來管控它們的表現或活性。這樣的藥物可證明相當具有價值,不只能治療脂質滴過度累積所產生的結果 -- 肥胖 -- 還能夠緩和因肥胖而起的嚴重疾病,包含第二型糖尿病與心臟病。"

※ 相關報導:

* Evolutionarily conserved gene family important for fat storage
http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/105/1/94
Bert Kadereit, Pradeep Kumar, Wen-Jun Wang, Diego Miranda,
Erik L. Snapp, Nadia Severina, Ingrid Torregroza, Todd Evans,
and David L. Silver
PNAS - January 8, 2008 - vol. 105 - no. 1 - 94-99
doi: 10.1073/pnas.0708579105

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