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《PNAS》两篇文章指出减肥要看“生物钟”

 zipzap 2022-09-25 发布于上海

根据威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)研究人员的两项研究,让身体及其细胞保持24小时昼夜循环的生物钟被打乱,在体重增加中起着关键作用。

6月27日发表在《细胞报告》(Cell Reports)上的一项研究显示,长期服用糖皮质激素应激激素并扰乱正常的每日释放周期所引起的压力,会触发小鼠体内的临时保护机制。这种机制促进脂肪细胞的生长和胰岛素的产生,同时降低血液和肝脏中多余的血糖和脂肪水平。8月8日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academies of Sciences)上的第二项研究表明,脂肪细胞前体在小鼠的休息期间会变成脂肪细胞。这些研究表明,压力和其他打乱身体“时钟”节奏的因素可能会导致体重增加,并提出了治疗肥胖的新方法。

在第一项研究中,通讯作者玛丽·特鲁埃尔博士和同事模拟了库欣病或慢性压力等情况对糖皮质激素(一种与压力相关的激素)日常波动的破坏性影响。为了做到这一点,他们在小鼠皮下植入了持续21天、以恒定速度释放糖皮质激素的小颗粒,并将它们与日常波动正常的正常小鼠进行比较。在21天内,服用糖皮质激素颗粒的小鼠体内的棕色和白色脂肪数量翻了一番,尽管这些小鼠仍然吃着与正常小鼠相同的健康饮食,但它们体内的胰岛素水平飙升。 


令人惊讶的是,这些代谢紊乱似乎有一种“保护作用”,可以保持血糖水平较低,防止脂肪在血液或肝脏中积聚。当他们取出小球时,新陈代谢的变化很快就逆转了。


在第二项研究中,特鲁埃尔博士和她的同事将一种红色荧光蛋白与一种控制重要昼夜节律钟基因表达的蛋白结合,将一种黄色荧光蛋白与一种调节脂肪细胞生成的过氧化物酶体增殖激活受体γ (PPARG)结合。他们使用这两种荧光标记来监测小鼠脂肪细胞前体中PPARG和昼夜节律基因表达的日常波动。在一天的休息时间里,他们发现一种名为CCAAT增强结合蛋白α (CEBPA)的昼夜节律蛋白会导致PPARG的产生迅速增加。一旦PPARG水平达到一定的阈值,前体细胞就会变成脂肪细胞,这一过程需要几天的时间才能完成。

特鲁埃尔博士和她的同事们现在正在研究,为什么扰乱糖皮质激素的日常节律会引发暂时性的保护性代谢变化。他们还想知道长期的压力或高脂肪饮食是否会使这些变化永久存在。这些研究结果可以帮助确定用糖皮质激素药物治疗哮喘等疾病多长时间是安全的。

这项研究可能还会促使肥胖症患者开发出有助于重置昼夜节律的药物,作为减肥手术等侵入性治疗的替代方案。另一种可能是针对脂肪细胞前体转化为脂肪细胞的4小时窗口期的治疗,以防止多余的脂肪堆积。特鲁埃尔博士和她的同事们还认为,学习如何同步人体细胞和掌握生物钟将是至关重要的。

“当我们失去昼夜节律时,很多力量都在阻碍健康的新陈代谢我们了解得越多,就越有可能对此做些什么。如果你在错误的时间给动物施加压力,会产生巨大的影响,即使饮食没有变化,但新陈代谢的巨大变化导致体重增加。在4个小时内,脂肪细胞就会迅速形成。就像一个开关,它只发生在一天中的特定时间。我们身体的每个细胞都有一个固有的细胞时钟,就像脂肪细胞一样,我们的大脑中也有一个主时钟,它控制着激素的分泌,我们正在努力了解它们是如何合作的,以及我们如何协调它们。”

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