「躺平」就能瘦!不用运动节食,只需删除肥胖特定基因

2023-01-29 生物探索 生物探索 发表于安徽省

该研究还发现,运动和饮食可以在调节PANX3中发挥作用。

最近,《国际肥胖杂志》上发布了一项研究发现:删除雄性小鼠与肥胖相关的基因,可大幅减少脂肪量。该研究成果可能会对肥胖患者的治疗产生重大影响,如果这项技术能应用于人类,那意味着敲除肥胖特定基因,不运动不节食,躺着也能瘦下来。

该项研究由加拿大西安大略大学舒立克医学-牙医学学院Silvia Penuela领导的一个解剖学和细胞生物学研究团队进行,在博士候选人Brent Wakefield的领导下,与西安大略大学的其他实验室,包括Frank Beier教授和多伦多大学共同合作完成。研究发表在International Journal of Obesity上的一篇题为“Pannexin3 deletion reduces fat accumulation and inflammation in a sex-specific manner”的文章中。

研究成果(图源:International Journal of Obesity)

Penuela实验室检测了一种名为Pannexin 3(简称PANX3)的基因及其对小鼠脂肪组织的影响。Pannexin 3是一种通道形成糖蛋白,可在体外实现营养诱导的炎症,遗传连锁数据表明它可以调节体重指数。在强制跑步机跑步(FEX)和高脂饮食(HFD)的背景下,研究人员对PANX3敲除小鼠的炎症和代谢参数进行了表征。

研究团队发现,雄性小鼠的PANX3基因被敲除后,小鼠体内脂肪会减少,肌肉质量会增加,相当于小鼠每天锻炼1小时,每周锻炼5天,并持续6周的运动效果。舒立克医学-牙医学学院实验室领导Penuela表示,这是一个了不起的发现,最终可能会对治疗肥胖产生重大影响。

在人体中,有三个PANX3基因编码形成通道的蛋白质。这些通道被认为是细胞膜上的孔,并有助于细胞间通讯。“把它们想象成手机。你的细胞边缘有一定数量的手机,它们向其他细胞发送信息,告诉它们何时生长,何时不生长,以及何时执行其他功能。” Penuela解释说。

PANX3基因在机体的脂肪细胞中高度表达。当Penuela团队用开发的一种新模型从小鼠胚胎中敲除 PANX3基因时,随着年龄的增长,小鼠的身体明显更瘦,肌肉质量也增加了。Wakefield解释说:“在没有进行任何运动的情况下,PANX3基因敲除小鼠与正在运动的小鼠,具有相同的身体成分。”

与具有该基因的雄性小鼠相比,缺失PANX3基因的雄性小鼠全身脂肪量平均减少了46%。然而,这种效应只在雄性小鼠身上发现,雌性小鼠则没有。Penuela的团队仍在研究出现这种情况的原因。

此外,缺失PANX3基因的雄性小鼠内脏脂肪组织炎症水平也低得多,这是与心血管疾病及糖尿病等其他合并症相关的肥胖症主要指标。“我们看到脂肪中的炎症标志物显着减少,” Wakefield解释说,“敲除该基因的效果甚至比运动还要好,我们知道运动也同样有抗炎的效果。”PANX3基因缺失的小鼠,总体上的脂肪细胞似乎也较少。

现在,Penuela实验室正在寻求开发PANX3药物阻滞剂,该阻滞剂将可用于抑制人类PANX3的功能。Penuela说: “如果我们能够阻滞它,我们就有希望获得同敲除它一样的治疗效果。我们希望有一天能帮助患有肥胖症的患者。”

尽管这项合作研究的结果很有希望,但Penuela表示这项研究存在一个重要的警告。虽然敲除PANX3基因引起的脂肪量的减少和肌肉的增加,相当于每天一小时并持续六周的锻炼效果,但前提是必须保持健康的饮食习惯。

Penuela解释说:“如果你拥有高脂肪的饮食习惯,总是吃汉堡和薯条,无论你敲除或阻断 PANX3基因的程度如何,效果都没什么两样。” Wakefield也表示道:“当我们给缺失PANX3基因的小鼠喂食高脂肪的饮食时,体重的差异就消失了,饮食一直是非常重要的因素。”

研究人员已与WORLDiscoveries(西安大略大学的技术转让办公室)合作,与行业合作伙伴一起探索基因阻断药物的开发。WORLDiscoveries的业务发展经理Saqib Sachani说:“这些发现可能会引导我们在肥胖和炎症性疾病的综合管理中,开发出针对PANX3通道功能的新策略和药理学靶点,这为治疗干预提供了一个新目标。下一步,我们将与合作伙伴密切合作,确定和开发药理阻滞剂。”

研究人员承认肥胖是一种复杂的疾病,受遗传和生活方式等因素的影响。Penuela认为,虽然运动和健康的饮食仍然是缔造健康身体成分的最重要因素,但对于肥胖者来说,PANX3阻滞剂可能会改变游戏规则。她说:“如果我们能将治疗、健康饮食和运动相结合起来,并能阻断这个通道,那么它真的会加快肥胖者对治疗的反应速度。”

该研究还发现,运动和饮食可以在调节PANX3中发挥作用。当老鼠吃得不好时,体内脂肪组织中的PANX3水平会增加。相反,运动则会降低老鼠的PANX3水平。

除了探索创造PANX3阻断剂,研究团队的下一步计划还包括对人类基因的进一步研究。Penuela说她的实验室旨在分析人类基因组序列中的PANX3,寻找可以确定为什么有些人更容易积聚脂肪的基因突变。这可能会为研究人员提供新的线索,帮助解释为何有些人的体重更容易增加,喝凉水都会长胖,而另一些人则更容易保持自然的健康。

参考资料:

[1]Deleting specific gene in male mice reduces fat mass:

https://medicalxpress.com/news/2022-01-deleting-specific-gene-male-mice.html

[2]Wakefield, C.B. Lee V.R. Johnston, D. et al. Pannexin 3 deletion reduces fataccumulation and inflammation in a sex-specific manner. Int J Obes(2021).

https://doi.org/10.1038/s41366-021-01037-4

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