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Nature:震惊!肠道上皮内T细胞调节代谢,加快心血管疾病产生

来源:本站原创 2019-02-08 21:57

2019年2月8日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国麻省总医院(MGH)的研究人员鉴定出饮食代谢中的一个重要的检查点:小肠中的一组细胞。这组细胞延缓代谢,从而增加作为脂肪储存的食物摄入量,而不是迅速地转化为能量。他们发现缺乏这些细胞的小鼠能够摄入高脂肪和高糖的饮食,而不会出现肥胖、糖尿病高血压和心脏病等疾病。相关研究结果发表在2019年2月7日的Nature期刊上,论文标题为“Gut intraepithelial T cells calibrate metabolism and accelerate cardiovascular disease”。
图片来自Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-018-0849-9。

论文通讯作者、麻省总医院系统生物学中心的Filip Swirski博士说,“在吃完食物之后,人体能够将能量转化为热量并且快速地燃烧,或者也能够将食物转化为脂肪并储存起来供以后使用。我们经常谈到那些‘高代谢(high metabolism)'的人似乎能够在不增加体重的情况下吃任何他们想吃的东西,而其他人则与肥胖抗争。这些细胞以其在免疫系统中的功能而闻名,似乎也在代谢选择中发挥着重要作用。”

这项新的研究着重关注一种称为整合素β7(integrin β7)的蛋白,已知这种蛋白将免疫细胞引导到肠道中,但是在此之前并未发现对代谢有任何影响。这些研究人员起初发现缺乏整合素β7编码基因的小鼠(下称β7阴性小鼠)在吃正常饮食时获得的体重与一组对照小鼠一样重,即便在同样活跃的情形下,这些β7阴性小鼠吃得更多,也是如此。代谢测试表明这些β7阴性小鼠将更多的食物转化为能量,这表明它们具有更高的基础代谢。与对照小鼠相比,它们还燃烧了棕色脂肪组织中的更多葡萄糖,更耐受葡萄糖,具有更低的甘油三酯水平和更好的脂肪耐受性。

为了研究这些益处是否在已知诱导代谢综合征---一组与2型糖尿病和心血管疾病相关的症状---的营养条件下持续存在,他们给β7阴性小鼠和对照小鼠喂食高脂肪、高糖和高钠的饮食。这些β7阴性小鼠保持苗条的身材和葡萄糖耐受性,并且没有出现高血压或因摄入高脂肪饮食产生的其他典型症状。对照小鼠确实变得肥胖,具有升高的血压和下降的葡萄糖耐受性。

利用经过基因编程出现高胆固醇水平的小鼠模型开展的实验发现阻断骨髓中的β7表达,即便被喂食高胆固醇饮食,它们仍然维持正常的脂质水平。相比于骨髓中具有β7正常表达的小鼠,具有β7阴性骨髓的小鼠排出更多的胆固醇,具有改善的葡萄糖耐受性,并且更不可能出现动脉斑块和其他的心血管危险因素。

在寻找导致β7代谢影响的细胞时,这些研究人员揭示出这种蛋白在小肠内壁上的一组T细胞中的表达水平是最高的。尽管β7引导几种类型的免疫细胞到达小肠,但是仅这些表达β7的小肠上皮内T细胞似乎调节全身代谢。他们证实它们通过降低一种称为GLP-1的蛋白的水平来做到这一点,其中这种蛋白通常通过刺激胰岛素分泌和葡萄糖摄取来增加代谢。

Swirski解释道,β7阳性小肠上皮内T细胞的代谢抑制作用可能是在营养缺乏的条件下防止饥饿。他说,“在食物供应不确定的情况下,建立一个将摄入的食物中的部分能量转化为脂肪的系统是有益的。但在营养过剩的条件下,这种系统会适得其反,导致在当前非常普遍的心血管疾病。”

Swirski说,“如今,我们有很多问题需要研究---确切地说,这些细胞如何限制GLP-1的可用性,具有更高代谢的人是否具有更少的这些细胞,这些细胞的功能在一天之内或一生当中如何发生变化,阻断这些细胞是否能够有益于治疗肥胖、糖尿病高血压和动脉粥样硬化。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Shun He et al. Gut intraepithelial T cells calibrate metabolism and accelerate cardiovascular disease. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-018-0849-9.
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