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Cell:揭示出调节代谢的器官和组织之间存在着的通信网络系统

来源:本站原创 2018-09-24 16:48

2018年9月24日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国加州大学欧文分校和德国亥姆霍兹慕尼黑中心等研究机构的研究人员鉴定出调节代谢的器官和组织之间存在的一种通信网络系统。他们的研究结果首次提供了详细的“图谱”来解释身体如何创造和使用能量,以及这种通信网络中的不平衡如何可能影响整体健康。相关研究结果发表在2018年9月6日的Cell期刊上,论文标题为“Atlas of Circadian Metabolism Reveals System-wide Coordination and Communication between Clocks”。论文通信作者为亥姆霍兹慕尼黑中心的Jerzy Adamski和Matthias H. Tschöp以及加州大学欧文分校的Kristin Eckel-Mahan和Paolo Sassone-Corsi。
图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2018.08.042。

这项研究揭示了身体昼夜节律(circadian rhythm,即生物钟)背后高度协调的多组织代谢,并探究了这些昼夜节律遭受的破坏---比如由高脂肪饮食引起的破坏---诱导这些通信网络时钟之间的不一致,并且能够导致炎症,而炎症与主要疾病存在关联并能够影响寿命。 Sassone-Corsi在10年前首次发现了昼夜节律和代谢之间存在关联,并鉴定出昼夜节律蛋白(circadian protein)感知细胞中能量水平的代谢途径。

Sassone-Corsi说,“人体是一种复杂的完美整合在一起的系统,当这些通信网络处于平衡时,它能以最佳效率发挥作用。当这种系统因器官之间的不一致而遭受干扰时,人体将以低于最佳的水平发挥功能,这可能导致疾病。我们所展示的图谱解释了如何通过适当的平衡和内环境稳定来实现尽可能最佳的健康。”

这些研究人员研究了各种基因时钟(genetic clock)---从血清、肝脏和肌肉中的那些基因时钟到大脑前额叶皮质和下丘脑中的基因时钟,以及棕色脂肪和白色脂肪中的基因时钟。由此产生的图谱反映了各种器官和组织之间的关联性,它们一起构成了所谓的控制代谢活动的昼夜模式的生物钟(body clock)。他们随后测试了这些关联性,以便观察小鼠的高脂肪饮食是如何扰乱身体中微调的代谢模式,并让这些基因时钟之间的沟通和协调重新连接在一起。

Sassone-Corsi说,“高脂肪饮食的影响证实外部因素能够破坏这种协调的代谢模式”,并补充道通过这种图谱,来自一种器官或组织的信息能够在系统范围内提供对代谢异常和与这些代谢异常相关的疾病的理解。”

他说,“我们如今能够构建一种基于个体昼夜节律代谢的个性化医疗方法。代谢分析是一种优化代谢健康的大数据方法。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Kenneth A. Dyar, Dominik Lutter, Anna Artati et al. Atlas of Circadian Metabolism Reveals System-wide Coordination and Communication between Clocks. Cell, 6 Sep 2018, 174(6):1571-1585, doi:10.1016/j.cell.2018.08.042.

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