PLoS Biol：中山大学科学家揭示细胞因子IL-25增加米色脂肪产生，燃烧更多的细胞能量，有望治疗肥胖及其相关的代谢紊乱
来源：本站原创 2021-08-11 16:07
2021年8月11日讯/生物谷BIOON/---米色脂肪（beige fat）能消散能量，并具有抵御寒冷和阻止肥胖的功能，但其形成机制尚不清楚。在一项新的研究中，中国中山大学的Zhonghan Yang及其团队发现一种免疫信号促进了燃烧能量的米色脂肪的产生。这一发现可能会带来减少肥胖和治疗代谢紊乱的新方法。相关研究结果于2021年8月5日发表在PLoS Bi
2021年8月11日讯/生物谷BIOON/---米色脂肪（beige fat）能消散能量，并具有抵御寒冷和阻止肥胖的功能，但其形成机制尚不清楚。在一项新的研究中，中国中山大学的Zhonghan Yang及其团队发现一种免疫信号促进了燃烧能量的米色脂肪的产生。这一发现可能会带来减少肥胖和治疗代谢紊乱的新方法。相关研究结果于2021年8月5日发表在PLoS Biology期刊上，论文标题为“IL-25–induced shifts in macrophage polarization promote development of beige fat and improve metabolic homeostasis in mice”。
米色脂肪中的米色来自于其高浓度的线粒体，即细胞的能量工厂。线粒体用氧气燃烧脂肪和糖等高能量分子，释放出能量。通常情况下，这种能量以ATP的形式储存，即细胞用于几乎所有活动的能量货币。但是，在米色脂肪中，线粒体积累了一种称为“解偶联蛋白-1（uncoupling protein-1, UCP1）”的蛋白，这种蛋白限制了ATP的产生，从而产生热量。
婴儿出生时有一种集中在肩部的脂肪组织，即“棕色脂肪（brown fat）”，这有助于他们保持温暖，但棕色脂肪会随着年龄的增长逐渐丧失。米色脂肪则不然，它的分布更加广泛，而且它可以在整个生命中对寒冷和神经元或激素刺激作出反应而产生。
近期的研究已揭示细胞因子---免疫系统信号分子---在米色脂肪的调节中发挥了作用。为了进一步探索这种调节，这些作者在这项新的研究中操纵了细胞因子IL-25的水平，并表明这种细胞因子的增加可以模拟寒冷和β3肾上腺受体激动剂刺激增加小鼠米色脂肪产生的效果。
IL-25信号传递升高增加β3肾上腺素能激动剂刺激或冷暴露诱导的皮下米色脂肪组织产生，图片来自PLoS Biology, 2021, doi:10.1371/journal.pbio.3001348。
他们进一步追踪了信号链，显示在白色脂肪组织中，IL-25通过诱导另外两种细胞因子---IL-4和IL-13---释放和促进巨噬细胞的替代激活来导致米色脂肪形成。这些巨噬细胞作用于终止于米色脂肪组织的神经元和上调酪氨酸羟化酶，从而促进更多的包括去甲肾上腺素在内的儿茶酚胺的产生，而去甲肾上腺素已经被认为可以促进米色脂肪的产生。在体内阻断IL-4Rα或用含氯膦酸盐的脂质体剔除巨噬细胞可显著损害白色脂肪组织中米色脂肪的形成。
给吃高脂肪饮食的小鼠注射IL-25，可以通过一种UCP1介导的产热过程防止它们出现肥胖及其相关的代谢紊乱，并改善它们保持对胰岛素反应性的能力，而胰岛素反应性在慢性肥胖症中受到损害。
因此，这项新的研究揭示了以IL-25开始，以释放去甲肾上腺素和米色脂肪增加结束的调节信号序列。激活白色脂肪组织中的IL-25信号传递可能对控制肥胖及其相关的代谢紊乱具有治疗潜力。
Yang说，“我们的结果表明，IL-25在米色脂肪产生中起着关键作用，并指出增加IL-25信号传递是治疗肥胖的一种潜在方法。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
Lingyi Li et al. IL-25–induced shifts in macrophage polarization promote development of beige fat and improve metabolic homeostasis in mice. PLoS Biology, 2021, doi:10.1371/journal.pbio.3001348.
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