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Cell Metabolism:一种调控棕色脂肪的关键lncRNA

2019/9/6 14:05:08??????点击:

全世界大约有十九亿成年人超重,其中六亿人属于肥胖。从1980到2014年,全球的肥胖率已经翻了一番。随着超重和肥胖的人越来越多,相关疾病的发病率也越来越高,亟需开发新的肥胖症治疗策略。

我们身体中存在着两类颜色截然不同的脂肪细胞,白色脂肪和棕色脂肪。白色脂肪负责储存多余的热能以备不时之需,棕色脂肪会燃烧脂肪将其转变为热量。人类的棕色脂肪曾被认为只存在于婴儿时期,不过现在我们知道成年人也有棕色脂肪,它们可以加速代谢燃烧热量。正因如此,棕色脂肪一直是肥胖研究的热点。

来自杜克-新加坡国立大学的研究人员发现了一种调控棕色脂肪的关键lncRNA,为治疗肥胖症提供了新的靶标。

这一研究发现公布在Cell Metabolism杂志上。

长非编码RNA(lncRNA)最近被视为机体内的重要控制元件,涉及了多种不同的生物学功能。杜克-新加坡国立大学助理教授孙磊(Lei Sun)领导研究团队,对小鼠脂肪组织中的lncRNA进行了全面分析,并由此鉴定了棕色脂肪正常发育必不可少的lncRNA。

“我们希望了解棕色脂肪的独特之处,”孙磊博士解释道,“驱动或引导棕色脂肪发育的机制有助于治疗肥胖症,我们很高兴找到了这样的机制。”

孙磊博士早年毕业于北京大学,在凯斯西储大学(Case Western Reserve University)获得博士学位。他曾在Whitehead生物医学研究所从事博士后研究,随后加入Duke-NUS任助理教授。

研究人员通过RNA-seq从头建立了小鼠脂肪组织的转录组,鉴定了一千五百种lncRNA。深度RNA分析揭示了四百多个组织选择性的lncRNA基因,这些lncRNA受到脂肪形成因子的动态调控。

值得注意的是,lnc-BATE1是建立和维持棕色脂肪及其产热能力的关键。它介导棕色脂肪的反式激活,以及白色脂肪基因的抑制。人们可以在此基础上想办法,利用lncRNA使棕色脂肪的生产最大化,让肥胖症患者可以更快的减轻体重。

之后,这一研究组又在Nature Metabolism上发文,发表了环状RNA参与脂肪生成调控方面的研究论文。他们首先通过circRNA测序技术分别在人体和小鼠脂肪组织中检测脂肪特异性的circRNA,结合保守性等分析,筛选出41种circRNA分子进行QPCR和Sanger测序验证。最终筛选到circTshz2-1和circArhgap5-2,并鉴定为体外脂肪分化中必不可少的调节因子。

体内实验中,研究者将靶向circArhgap5-2的腺病毒shRNA递送到小鼠腹股沟组织中,结果显示该circRNA的表达涉及全局脂质生物合成和代谢且对维持细胞脂肪相关基因转录是必需的。研究者还证明了circArhgap5-2的促脂肪形成功能在人脂肪细胞中是保守的,对应人类同源分子是circTshz2-1。该研究结果为circRNA作为脂肪细胞分化和代谢的重要调节因子提供了重要的证据。