|
减肥是大部分女性毕生的追求，而运动又是大家公认的行之有效的减肥方法。运动作为一种强大的生理干预措施，不仅可以预防肥胖及肥胖相关的代谢疾病，还能够愉悦身心，保持精神状态。然而这其中的分子机制目前仍不清楚，且运动后往往会导致食欲下降，这又是为何？ 《Nature》上刊登的这篇题为“An exercise-inducible metabolite that suppresses feeding and obesity”的论文，就揭示了这其中的机理。该研究团队发现了一种在运动过程中大量产生的小分子代谢物N-lactoyl-phenylalanine（Lac-Phe），它可以在小鼠模型中显著抑制食欲，进而降低体重，改善肥胖。
接下来我们就一起来看下这篇文章的详细研究内容。 为了探究运动后究竟何种分子发挥作用，研究者通过非靶向和靶向代谢组学技术对剧烈运动后的小鼠和赛马的血浆代谢物进行分析，发现了一种m/z为236.0928的分子(N-lactoyl-phenylalanine，简称Lac-Phe），这是一种乳酸和苯丙氨酸的缩合物，研究者通过与化学合成的Lac-Phe比对证实了该结构。乳酸是剧烈运动的代谢副产物，会导致过度运动的肌肉产生灼烧感，后者则是一种必需的氨基酸。 研究结果显示，小鼠血浆中的Lac-Phe水平在运动后立刻升高，并在1小时后恢复到基线水平。此外，在两种动物的运动模型中，Lac-Phe在血浆中均显著增加。
先前有研究报道，Lac-Phe是由一种胞质酶CNDP2催化乳酸和苯丙氨酸产生的，然而该生化反应的生理相关性尚不清楚。为了探究是否CNDP2介导了Lac-Phe产生，研究者通过CRISPR-Cas9技术敲除了小鼠的CNDP2基因，结果发现运动将不再导致小鼠Lac-Phe水平的升高；而增加培养液中的乳酸可将Lac-Phe的细胞外水平进一步提高85%。因此，Lac-Phe是一种由CNDP2产生并受细胞外乳酸调控的分泌代谢物。 CNDP2在巨噬细胞、单核细胞和一些免疫细胞及上皮细胞中广泛表达，这些细胞和其他CNDP2+细胞类型均可分泌Lac-Phe。这提示除了肌肉以外还有许多其他细胞类型可以感知并对身体运动做出反应。
为进一步探究Lac-Phe的作用机制，首先假设Lac-Phe作为调节能量平衡的分子信号发挥作用。研究者在DIO(diet-induced obese)小鼠中注射Lac-Phe，发现Lac-Phe可以抑制小鼠的食欲，在12个小时里将进食量下降了约50%，同时活动或能量消耗并没有受到影响。这表明对进食行为的抑制并不仅仅是由于运动的减少导致。 研究者在10天内向DIO小鼠持续注射Lac-Phe，发现与对照组小鼠相比，实验组小鼠食物摄入量明显减少，体重减轻，这主要是由于脂肪组织的减少。血糖水平也有所改善，且小鼠体内的无任何其他器官重量的变化，机体保持着健康状态。 相比之下，乳酸或苯丙氨酸都不会单独影响食欲，并且Lac-Phe并没有改变低脂饮食的瘦小鼠的进食行为。这些结果表明，在高脂肪饮食导致肥胖的小鼠中，Lac-Phe会抑制进食，并减轻体重。
研究者还在CNDP2敲除的小鼠中发现，不运动情况下的进食和体重与对照组相比没有显着差异。而通过探究长期跑步方案中的抑制体重率，发现正常小鼠体重抑制增加了75%，而在CNDP2-KO小鼠中仅观察到57%的体重抑制（脂肪组织的增加），食物摄入量增加。由此可见，CNDP2介导Lac-Phe产生，是一种运动依赖性过程，可以使高脂饮食的小鼠体重减轻。
当在小鼠和赛马中确认了Lac-Phe的作用后，研究人员又对经常锻炼人群的血浆代谢物进行了分析，发现短跑运动导致人体血浆中的Lac-Phe显著升高，其次是抗阻训练，最后是耐力训练。这些结果表明Lac-Phe是人类中受运动调节的代谢物之一,可能是提高人类机体健康水平的重要靶标。
该研究通过代谢组学分析和功能表征分析探索了关于Lac-Phe的功能，证实了该分子是基于乳酸通过CNDP2催化生成，参与多种运动模式及内分泌通路，从而控制食物摄入并影响全身能量平衡。 如果Lac-Phe在食欲和体重调节中的作用被证明适用于人类，则为改善人类体重管理提供了一种新的可能性。但还需要进一步的研究来揭示Lac-Phe作用的下游途径，为运动锻炼对人类健康的益处提供更多的见解，并可能创造新的体重干预方式。
客服微信：metware888 |
|
|
