PNAS带来减肥新武器——一种口服液态盐

2019-12-01 佚名 中国生物技术网

肥胖正在困扰着许许多多的人,它不仅仅是体重增加、身材走样这么简单,还是多种常见疾病的驱动因素,如高血压、糖尿病、哮喘、中风和充血性心力衰竭。如今,肥胖已成为最严重的公共健康威胁之一。

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虽然遗传因素发挥了作用,但食用富含碳水化合物和脂肪的高热量食物是导致这种流行病的主要原因,尽管医生和营养学家推荐健康、均衡的饮食作为预防策略,但仍有很多人无法管住自己的嘴。

在过去几十年中,美国食品和药物管理局(FDA)已经批准了几种能够减轻体重约10%的减肥药,但它们都具有明显的副作用,包括头痛、腹泻、严重的肝损伤、出生缺陷、睡眠呼吸暂停、胰腺炎,甚至会导致自杀的想法。

近日,美国哈佛大学Wyss生物启发工程研究所和John A. Paulson工程与应用科学学院(SEAS)的一项新研究发现,一种口服液态盐,即胆碱和香叶酸离子液体(CAGE)可以降低人体对脂肪的吸收,而且大鼠实验证明,它没有明显的副作用,并且可将总体重降低约12%。该研究近日已发表在《PNAS》上。

研究第一作者、前Wyss研究所博士后研究员、德克萨斯大学药物科学助理教授Md Nurunnabi博士说:“减轻12%的体重就像一个人从200磅降到176,这是一个巨大的变化。我们的目标是将这项工作转化成一种产品,帮助人们保持更健康的体重。我们的研究标志着这一过程的开始。”

将“问题”转化为“方法”

CAGE是一种液态盐,是几年前由Wyss Core学院生物工程教授Samir Mitragotri开发的,目的是改善人体对药物的吸收。去年,他的实验室发表了一篇论文,描述了口服CAGE能够增强胰岛素吸收的能力。然而,在研究CAGE的性质时,他们发现有一种小型疏水分子不受CAGE的影响。 Mitragotri的团队预感CAGE会以某种方式与该分子结合并阻止其被吸收。

Mitragotri说:“这一观察让我们想知道,是否存在某种情况需要防止这种分子的吸收。 我们意识到脂肪很小且疏水,因此CAGE可能会成为治疗肥胖症的潜在药物。”

然后,研究人员通过将CAGE与称为DHA的omega-3脂肪混合在一起来评估CAGE与脂肪的相互作用。他们观察到DHA形成了大约3-4微米长的大颗粒,大约相当于细胞核的大小。仅与水混合的DHA分子形成了尺寸大小在50-400纳米范围内的更小颗粒。这表明CAGE与DHA分子之间存在某种相互作用,导致它们聚集为更大的颗粒。

然后,研究团队将DHA与CAGE混合物喂食健康大鼠。与仅注射DHA的大鼠肠道相比,在六个小时的过程中,CAGE的加入显着降低了DHA在肠组织中的渗透。

对抗肥胖

为了评估CAGE在活体动物中的作用,研究人员用DHA与CAGE的混合物制成的胶囊喂食大鼠。六小时后,动物血液中DHA的吸收量仅为只给予DHA大鼠的一半。生物分布研究表明,将CAGE与DHA一起使用会使其在和肠中的浓度增加两倍,并减少其在肝脏中的含量,这表明CAGE可以阻止DHA离开肠道

然后,研究团队分析了CAGE对高脂饮食大鼠脂肪摄取的影响,这种饮食比常规饮食高20%的脂肪,持续30天。每天服用10微升CAGE的大鼠体重比服用5微升或不服用CAGE的减少了约12%的体重。未服用CAGE的大鼠通常每天吃约10克的食物,而服用大剂量CAGE的大鼠则吃约8克的食物,这表明CAGE也可能对调节消化的酶有影响,增加了饱腹感。

更重要的是,在30天的时间内,服用CAGE的大鼠未出现副作用,并且没有发炎的迹象或者动物器官结构或功能的差异,而且治疗后体内也没有任何CAGE成分的迹象。

Mitragotri说:“这是一个概念证明研究,口服液态盐可以帮助减少脂肪摄入和减少体重,考虑到这种方法比吸脂或减肥手术更加简单、快速且侵入性小,因此它有巨大的临床潜力,并且它的作用机理是物理的,而不是化学的,它不会造成像其他药物所引起的副作用。”

该团队现在正在寻找与CAGE机制相关的更多答案,包括CAGE如何与脂肪结合、作用持续多长时间、它与肥胖相关的瘦素信号途径的潜在相互作用,以及未被吸收的脂肪流向了哪里。

Wyss研究所的创始董事、哈佛医学院和波士顿儿童医院的血管生物学教授Donald Ingber博士说:“这项研究是潜在转化性创新的完美示例,这些创新可能来自实验室中被视为解决方案而非问题的意外结果。我们喜欢这种简单的解决方案。”

原始出处:
Md Nurunnabi, Kelly N Ibsen,Samir Mitragotri,et al.Oral Ionic Liquid for the Treatment of Diet-Induced Obesity .Proc Natl Acad Sci U S A .2019 Nov 25.PMID: 31767747 DOI: 10.1073/pnas.1914426116



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