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Nature:揭示PGRMC2蛋白是血红素伴侣,在脂肪组织中大量存在,有助开发出治疗肥胖和糖尿病等代谢疾病的新方法

来源:本站原创 2019-12-18 16:46

2019年12月18日讯/生物谷BIOON/---一种称为PGRMC2(progesterone receptor membrane component 2)的信号蛋白在过去未得到广泛研究。它存在于子宫、肝脏和身体的其他几个部位中。如今,在一项新的研究中,来自美国斯克里普斯研究所的研究人员发现这种蛋白在脂肪组织中大量存在,尤其是在将食物转化为热量来维持体温的褐色脂肪中。这就为获得关于肥胖和代谢的新认识打开了大门。他们的发现也可能为治疗肥胖和潜在的其他许多疾病带来了新的方法。相关研究结果近期发表在Nature期刊上,论文标题为“PGRMC2 is an intracellular haem chaperone critical for adipocyte function”。论文通信作者为斯克里普斯研究所的Enrique Saez博士。
健康的褐色脂肪细胞(绿色表示)需要充足的血红素分子,从而使得身体正常地代谢食物。图片来自Scripps Research。

重要角色:血红素的旅游向导

Saez及其团队的这项新的研究建立在他们近期的一项发现--- PGRMC2结合和释放一种称为血红素的必需分子---的基础之上。这种含铁的分子在细胞内迁移,从而能够实现至关重要的生命过程,比如细胞呼吸、细胞增殖、细胞死亡和昼夜节律。

通过在细胞中使用生化技术和先进的测定方法,Saez和他的团队发现PGRMC2是血红素的“伴侣”,将这种分子包裹起来并将它从细胞的线粒体(细胞中产生血红素的地方)运输到细胞核,在那里,它有助于执行重要的功能。如果缺乏这种保护性的伴侣,血红素会与它的运输路径中的所有分子发生反应,从而遭受破坏。

Saez说,“血红素对许多细胞过程的重要性早已为人所知。但是,我们也已知道血红素对它周围的细胞物质是有毒的,因而需要某种穿梭途径。在此之前,人们已提出很多假设,但是尚未发现运输血红素的蛋白。”

治疗肥胖的新方法?

通过针对小鼠开展研究,Saez团队确定PGRMC2是第一个在哺乳动物中描述的细胞内血红素伴侣。但是,他们并没有就此止步;他们试图找出如果这种运输血红素的蛋白不存在的话,体内会发生什么。

这就是他们的下一个重大发现:在脂肪组织中不存在PGRMC2的情况下,高脂肪饮食喂养的小鼠对葡萄糖不耐受,对胰岛素不敏感---糖尿病和其他代谢疾病的典型症状。相反之下,用激活PGRMC2功能的药物治疗的肥胖性糖尿病小鼠表现出与糖尿病相关的症状的极大改善。 Saez说,“我们观察到这些小鼠变得更好,对葡萄糖的耐受性增强,对胰岛素的抵抗力降低。我们的发现表明调节脂肪组织中的PGRMC2活性可能是一种有用的逆转肥胖对健康的一些严重影响的药理学方法。”

论文第一作者Andrea Galmozzi博士说,Saez团队还评估了这种蛋白如何改变褐色脂肪和白色脂肪的其他功能。他说,“第一个令人吃惊的发现是褐色脂肪看起来是白色的。”

褐色脂肪通常是血红素含量最高的脂肪组织,通常被认为是“好脂肪”。它的主要作用之一是产生热量以维持体温。在脂肪组织无法产生PGRMC2的小鼠中,当它们置于寒冷环境中时,它们的体温快速下降。

Galmozzi说:“即使这些小鼠的大脑发出正确的信号来开启热量,它们也无法维持自己的体温。没有血红素,线粒体功能障碍就会发生,细胞无法燃烧能量来产生热量。”

Saez认为,激活包括肝脏在内的其他器官中的这种血红素伴侣可能有助于减轻诸如非酒精性脂肪性肝炎(NASH)之类的其他代谢障碍的影响。体内的大量血红素是在肝脏中制造出的。当前,非酒精性脂肪性肝炎是肝移植的一个主要原因。

Saez说:“我们很想知道这种蛋白在其他组织中是否发挥相同的作用,这是因为我们观察到在那里,血红素缺陷会导致疾病。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.Andrea Galmozzi et al, PGRMC2 is an intracellular haem chaperone critical for adipocyte function, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1774-2.

2.Little-known protein appears to play important role in obesity and metabolic disease
https://medicalxpress.com/news/2019-11-little-known-protein-important-role-obesity.html
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