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Cell子刊:纳米药物促成脂肪“褐变”!

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来源丨学术经纬

HUNTINGTON,W.Va。 - 来自马歇尔大学Joan C. Edwards医学院团队的一项新研究确定了脂肪细胞Na / K-ATP酶信号在恶化肥胖及其伴发疾病中的作用,包括神经变性和非酒精性脂肪性肝炎(NASH),通过将NaKtide(一种Na / K-ATP酶信号传导的拮抗剂)特异性靶向脂肪细胞而得到增强。

根据马歇尔大学Joan C. Edwards医学院和爱德华兹综合癌症中心研究人员的一项临床试验的新发现,酸樱桃降低了芳香酶抑制剂对非转移性乳腺癌患者的肌肉骨骼效应。

借助装载有dibenzazepine的纳米粒子诱导白色脂肪组织褐变。(图片来源:Alexander M. Gokan)

脂肪对健康的新陈代谢至关重要,但是过犹不及。白色脂肪组织过多是肥胖的一个重要特性,而肥胖症是糖尿病、心血管疾病和癌症等多种疾病的风险因子。与肥胖斗争的人们向灵魂发出拷问:脂肪,哪儿来的?

该研究结果发表在2019年5月28日的科学报告(Scientific Reports)上,这是一本来自Nature出版社的在线期刊。我对目前的科学报告文章中的工作及其对脂肪细胞在肥胖和其他疾病状态中的作用的临床相关性感到非常兴奋,资深作者,外科和生物医学科学副教授Komal Sodhi说。在Joan C. Edwards医学院。

芳香酶抑制剂(AIs)是绝经后妇女激素受体阳性乳腺癌的标准治疗方法。这些药物可以通过抑制芳香酶(一种负责将雄激素转化为雌激素的酶)的作用来帮助预防疾病的复发。大约一半服用AI的患者也患有关节和肌肉疼痛,称为芳香酶抑制剂引起的关节痛,这有时会使人衰弱并导致患者无法完成治疗。

人体内有两种脂肪——白色脂肪和褐色脂肪,前者负责储存能量,一旦累积过量易造成肥胖及糖尿病等相关疾病;后者促进脂肪燃烧,产生热量,从而保护机体免受寒冷、以及肥胖等困扰。从白色脂肪到褐色脂肪的转变过程被称为“褐变”,是不少学者希望借此解决肥胖问题的关键。

在本周《科学》最新上线的论文中,宾夕法尼亚大学医学院的Patrick Seale教授及其同事回答了这个问题,他们从小鼠和人类体内找出了脂肪组织的细胞来源。这一结果可以帮助科学家们想办法促进脂肪的有益扩增,从而为肥胖症和相关代谢疾病开发潜在的预防和治疗方法。

马歇尔大学这项研究的结果表明,脂肪细胞中的Na / K-ATP酶氧化剂扩增环或专门用于脂肪储存的细胞在受损时可能导致脂肪细胞功能紊乱,肥胖症恶化并可能增加相关疾病的严重程度。该研究的基础更密切地研究了脂肪细胞在肥胖中的作用,包括它如何影响氧化应激,炎症,神经变性和NASH。研究人员能够通过减少肥胖和改善代谢特征成功证明将NaKtide靶向脂肪细胞的治疗潜力。

这项随机,双盲试验比较了安慰剂组在1或2期非转移性乳腺癌患者中,每天8盎司水中1盎司酸樱桃浓缩物的消耗量为6周。在2016年5月至2018年8月的整个临床试验期间共招募了60名患者。

近期,来自于普渡大学的科学家们设计了一款新型纳米颗粒,能够靶向诱导白色脂肪发生“褐变”。他们证实,特定脂肪的褐变有助于改善新陈代谢,这一项技术有望成为治疗肥胖、糖尿病的潜在突破点。相关研究成果发表在《Molecular Therapy》期刊。

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我们的数据清楚地表明,肥胖和Na / K-ATP酶氧化剂扩增环在神经变性中发挥作用,第一作者Rebecca Pratt博士说。马歇尔大学生物医学研究系的候选人。甚至将NaKtide单独靶向脂肪细胞仍显示出全身效应,这突出了脂肪细胞在肥胖和全身体内平衡中发挥的更大作用。

患者在试验开始时,每周和研究完成时记录他们的疼痛强度。完成试验的患者疼痛平均减少34.7%,而安慰剂组为1.4%。

普渡大学农业和生物工程、生物医学和材料工程助理教授Meng Deng和动物科学教授Shihuan Kuang一直在寻找减少白色脂肪、增加棕色脂肪的方法,他们专注于调控细胞分化的信号通路——Notch,一条介导相邻细胞交流进而调控细胞发育的重要通路。

等一下,让脂肪扩增还有益?没错,脂肪细胞的扩增其实有两种方式。一是脂肪细胞数量变多,一是脂肪细胞个头变大。如果是后者,成熟的脂肪细胞为了储存油脂越胀越大,会引起纤维化和炎症,促发代谢疾病。但相反的,如果能有更多的新脂肪细胞产生,可以有效禁锢脂肪,避免代谢问题。

酸樱桃中的黄酮类化合物和花青素具有抗炎作用,可能在减少关节疼痛和肌肉酸痛的副作用方面发挥作用,尽管此时芳香酶诱发的关节痛的病因尚不清楚,首席研究员Maria Tria表示。 Tirona,医学博士,马歇尔大学血液肿瘤学教授Joan C. Edwards医学院和爱德华兹综合癌症中心肿瘤内科主任。与安慰剂组相比,接受酸樱桃浓缩物的患者所经历的疼痛水平存在统计学显着差异。

在Notch信号通路中,细胞向邻近细胞传递信号,用于调控细胞基因表达,决定它的命运。已有研究表明,通过干扰祖细胞的Notch信号,可以促成棕色脂肪细胞的产生。

新脂肪细胞来自“祖细胞”的分化,但要追溯清楚祖细胞的类型和特性就难了。原因是脂肪组织中的细胞种类十分庞杂,不同解剖位置的脂肪组织又可能来源于不同的早期胚胎前体细胞,脂肪祖细胞的“身世”便成为多年的谜团。

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