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Nature:脂肪细胞释放到血液中的miRNA调节其他的组织

来源:生物谷 2017-02-17 07:12


2017年2月17日/生物谷BIOON/---脂肪细胞不仅仅是存在于体内的脂滴,它们也释放激素和其他的信号蛋白,从而影响着多种组织。如今,在一项新的研究中,来自美国、瑞士和巴西的研究人员鉴定出脂肪细胞运送一类被称作微RNA(microRNA, miRNA)的小分子RNA的途径,而且所运送的miRNA有助调节其他的器官。相关研究结果于2017年2月15日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Adipose-derived circulating miRNAs regulate gene expression in other tissues”。

论文通信作者、美国哈佛医学院乔斯林糖尿病中心(Joslin Diabetes Center)医学教授和首席学术官Ronald Kahn博士说,“这一机制可能有潜力让人们开发出一种全新的治疗方法。”

Kahn解释道,这项研究提示着利用脂肪细胞开发出的基因疗法可能有助治疗肝脏或其他器官中的代谢病、癌症或其他疾病。

利用小鼠和人细胞作为实验对象,Kahn和他的研究团队研究了miRNA的作用。作为一类小分子RNA,miRNA不能表达蛋白,但是能够调节其他的表达蛋白的RNA。体内的所有细胞都产生miRNA,而且已知一些miRNA可能是由细胞释放到血液中的。然而,一旦它们进入血液,它们到底发挥什么作用一直充满争论。

Kahn团队着重关注脂肪细胞通过被称作“外泌体(exosome)”的微小囊泡分泌到血液中的miRNA。他们首先利用经过基因修饰让脂肪细胞不能够产生miRNA的模式小鼠开展研究。他们随后证实在脂肪组织中不能产生miRNA的这些小鼠体内,在外泌体中循环的miRNA总数量显著下降。当他们将正常的脂肪组织移植到这些小鼠体内后,循环miRNA的这种数量下降能够得到恢复。这一结果表明很多循环miRNA来自脂肪组织。

接着,Kahn团队研究了两组脂肪营养不良(lipodystrophy)患者:一组脂肪营养不良患者是由于遗传原因缺乏脂肪组织,另一组脂肪营养不良患者是由于非遗传原因丢失了脂肪组织。在这两组患者体内,该团队发现外泌体中的循环miRNA水平低于正常水平。

Kahn说,这提示着脂肪组织产生的这些miRNA可能有助于诊断代谢疾病,如肥胖、2型糖尿病和脂肪肝。

但是这些miRNA也进入其他的组织并且调节那里的基因表达以至于它们可能潜在地用于治疗吗?

为此,Kahn团队研究了一种在脂肪营养不良小鼠的肝脏中上调表达的基因。他们发现这种基因表达能够受到脂肪组织释放到外泌体中的一种miRNA的影响。他们也证实脂肪细胞不能够产生miRNA的小鼠也不能够产生这种miRNA。Kahn说,“但是,在将这种缺失的miRNA添加到外泌体中后,它确实调节这种基因。因此,脂肪组织利用这种miRNA给肝脏发送信号。”

接着,Kahn团队构建出另一种模式小鼠,它们的脂肪细胞经基因改造而能够产生在人体而不是在小鼠体内发现的某些miRNA,结果证实这些人miRNA也能够调节这些小鼠肝脏中的靶标,而且这确实是通过这些存在于外泌体中的循环miRNA进行调节的。

Kahn总结道,“我们在小鼠体内证实这些存在于外泌体中的循环miRNA至少在肝脏中能够调节基因表达,这种调节也可能在其他的组织中发生。”如今,他的团队正在观察这种miRNA机制是否也在肌肉和大脑等其他组织中发挥作用。

此外,Kahn团队将研究这种机制是否可能用于基因疗法之中。

Kahn指出脂肪组织容易获得,这是用于基因疗法的一个重大优势。他提出,“我们能够利用简单的穿刺活检方法获取病人的皮下脂肪组织,对其中的脂肪细胞进行修饰而让它们产生我们想要的miRNA,将这些细胞移植回这名病人体内,随后希望它们能够调节在这名病人体内不能受到正常调节的基因。”

比如,这种用于治疗脂肪肝的基因疗法可能比在肝脏中再生细胞更加安全和更加有效。Kahn说,“我们认为它也可能用于治疗非代谢疾病,如肝癌。”(生物谷 Bioon.com)

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原始出处:

Thomas Thomou, Marcelo A. Mori, Jonathan M. Dreyfuss et al. Adipose-derived circulating miRNAs regulate gene expression in other tissues. Nature, Published online:15 February 2017, doi:10.1038/nature21365.

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