肥胖的线粒体基因表达受阻

【字体: 时间:2021年04月12日 来源:Cell Reports Medicine

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  赫尔辛基大学最近完成的一项双胞胎研究表明,脂肪组织中负责能量处理的机制在肥胖患者中工作不佳。在这项研究中,肥胖组织中线粒体基因的活性明显降低,而肌肉线粒体中类似的基因组水平变化很小。只在脂肪组织的线粒体中发现了与健康不良影响的联系。

  

赫尔辛基大学肥胖研究中心的研究人员发现,肥胖明显降低了脂肪组织或脂肪组织中的线粒体基因表达。

线粒体是重要的细胞动力装置,它处理我们摄入的所有能量。如果与分解营养物质相关的途径是懒惰的,这些变化往往会产生与健康有关的后果。

共有49对体重不一致的同卵双胞胎参加了赫尔辛基大学的这项研究:他们的身体组成和新陈代谢被详细研究,并收集了脂肪和肌肉组织的活组织切片。研究中使用了多种分析全基因组基因表达,蛋白质组和代谢组的技术。

这项研究最近发表在《Cell Reports Medicine》杂志上。

研究发现,肥胖大大减少了脂肪组织中负责线粒体代谢的途径。

由于线粒体是细胞能量产生的关键,因此它们功能的降低会导致肥胖。该研究还首次比较了肥胖对同卵双胞胎肌肉组织中线粒体的影响:肌肉线粒体也被发现失调,但变化不如脂肪组织中明显。

该研究提供了强有力的证据,证明脂肪组织线粒体的低表现与促炎症状态之间存在联系。此外,研究结果表明,脂肪组织的代谢变化与肝脏脂肪堆积增加,糖尿病前期葡萄糖,胰岛素代谢和胆固醇代谢紊乱有关。

“如果将细胞的动力工厂线粒体比作汽车的引擎,你可以说,能量输出会随着重量的增加而减少。一个低功率的线粒体引擎也可能产生有毒的废气,这可能导致脂肪组织的促炎症状态,从而引发与肥胖相关的疾病,”赫尔辛基大学教授Kirsi Pietiläinen说。

“令人惊讶的是,肌肉中的线粒体途径与这些不利的健康影响没有关系,”Pietiläinen补充道。

肥胖也会影响氨基酸的代谢

在本研究中,氨基酸代谢也发生了线粒体功能的变化。人体必需的支链氨基酸的代谢在脂肪组织和肌肉组织的线粒体中都被削弱了。

Pietiläinen说:“这项发现具有特别的意义,因为这些氨基酸分解的减少以及由此导致的血液浓度的升高,也与之前的双胞胎研究中的前体糖尿病变化和肝脏脂肪的积累直接相关。”

肥胖与众多相关疾病是一个普遍现象,其患病率不断上升。虽然生活方式会影响肥胖的发生,但基因也起着重要作用。

“同卵双胞胎有相同的基因,而且他们的体重通常相当相似。事实上,研究双胞胎是研究基因和生活方式之间相互作用的最好方法。尽管他们的基因组相同,但双胞胎的基因,甚至是线粒体可以在不同的活动水平上发挥作用。我们在研究体重对组织功能的影响时利用了这一特征,”Pietiläinen说。

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