Wenn wir ausgesetzt sind, ausreichend kalt oder zu üben, kleine Trauben von braunen Fettzellen in unserem Körper beginnt zu verbrennen Energie. Seit 2009, als die Forscher am Joslin Diabetes Center und anderen Institutionen entdeckt, dass das hilfreich form von Fett können aktiv an Erwachsene, die Wissenschaftler haben versucht, drehen Sie die Hitze, die von diesen Zellen zur Behandlung von Fettleibigkeit, diabetes und andere Stoffwechselkrankheiten.
Forscher im Labor von Joslin ‚ s Yu-Hua Tseng, Ph. D., Senior Investigator im Abschnitt über Integrative Physiologie und den Stoffwechsel, haben nun entdeckt eine unerwartete biologische Weg durch die braunen Fettzellen übersetzen kann Energie in Wärme um.
Studien in Mäusen zeigten, dass die Aktivierung dieses signalweges in Vorstufen des braunen oder weißen Fettzellen steigert die Wärme erzeugenden Kapazität dieser Zellen ohne drücken der Zellen zu akkumulieren Fett, sagt Farnaz Schamsi, ein Postdoktorand in der Tseng-Labor und führen Autor der ein Papier beschreibt die Ergebnisse in „Nature Communications“.
Zuvor haben Forscher gefunden, dass bestimmte biologische Signale, die Ankurbelung der Produktion von braunen Fettzellen sind auch wahrscheinlich wenig hilfreich weißen Fettzellen, so posiert eine der Herausforderungen in der Forschung bei der Verbesserung der braunen Fetten Aktivität. Die Feststellung, legt jedoch nahe, dass der Weg der Joslin-team aufgedeckt könnten, bieten eine Lösung für diese Herausforderung.
Die Forschung begann mit einem protein namens UCP1, die sich auf die Mitochondrien der Zelle Kraftpakete. UCP1 ist bekannt, dass eine entscheidende Komponente bei der Aktivierung von braunen Fettzellen, erklärt Tseng, der auch ein Associate Professor für Medizin an der Harvard Medical School.
Ihr team abgeschirmtes mehr als 5000 säugetier-Proteine, Faktoren zu identifizieren, die erhöhte UCP1 Produktion im braunen Fett-Vorläuferzellen. Der screen identifizierten zwei Proteine, die sogenannten FGF6 und FGF9, Mitglieder der „fibroblast growth factor“ – Familie von Proteinen, die helfen können, zu regulieren verschiedene biologische Prozesse, einschließlich Zell-Entwicklung und Wachstum.
Weiter, die Ermittler versuchten, eine Erhöhung der Konzentration der beiden Proteine, und damit die UCP1-Produktion, in unreifen Maus-braunen Fettzellen. Die Wissenschaftler erwarteten, dass diese Zellen würden anfangen zu sammeln Fette und andere Lipide, und zu entwickeln, in Reife braune Fettzellen—aber überraschend, das ist nicht geschehen.
Sorgfältig die Aufdeckung der Gründe für diesen unerwarteten Ausgang, „fanden wir Schritt für Schritt die molekularen Ereignisse, die passiert downstream, die schließlich führen zu UCP1-Produktion in den Fettzellen“, sagt Schamsi. „Dieser Roman downstream pathway war völlig Verschieden von dem, was Forscher in unserem Gebiet haben verstanden, wie der Mechanismus zu induzieren UCP1 in diesen Zellen.“
Schamsi, Tseng und Ihre Kollegen sah, dass die beiden FGF-Proteine ähnliche Effekte auf die Produktion von UCP1, sondern sind getrieben von verschiedenen Expositionen bei Mäusen. FGF9 angeregt durch die Kälte, während die FGF6 wird stimuliert durch Bewegung.
Wenn die Joslin-Wissenschaftler ging auf, um zu analysieren, Proben von menschlichen Fett Gewebe, Sie erkannten auch dieser Weg bei der Arbeit. Unter Ihre Ergebnisse, das Niveau von FGF9 und FGFR3 (rezeptor-protein, FGF9 und FGF6 beide aktivieren) waren verbunden mit höheren Ebenen des UCP1 in der menschlichen braunes und weißes Fett. Mehr auffallend, expression von FGFR3 in menschlichen weißen Fett negativ korreliert mit der person des body-mass-index (ein Maß für übergewicht) und Insulinresistenz (ein Zustand, der drive Typ-2-diabetes).
„Dies deutet darauf hin, dass, wenn wir aktivieren diesen Weg, den wir potenziell profitieren können Menschen mit übergewicht, diabetes und Verwandte Stoffwechselerkrankungen,“, sagt Tseng.
Ihr team arbeitet mit Ihren Mitarbeitern zu synthetisieren, die eine version des FGF-protein, optimiert für höhere Wirksamkeit und einfacher Lieferung, sagt Sie. Seit Ihrer Gruppe verfolgt die Mechanismen bei der Arbeit in diesen Weg, ist es auch irgendwann möglich sein, Wirkstoffe zu entwickeln, aufzubauen UCP1-Produktion durch die Ausrichtung auf spezifische molekulare Schritte in den Weg.