發表在5月4日出版的《細胞》雜誌上的一項新研究表明,脂肪組織中的一種蛋白質可能阻止人體免疫系統將食物視為外來入侵者。
這一發現可能有助於醫生確定一個人是否更容易患上胰島素抵抗、脂肪肝、2型糖尿病或心臟病。有朝一日,它也可能促成一種治療方法,能夠切斷這些疾病與暴飲暴食或肥胖之間的聯絡。
根據這項新報告的資深作者、哈佛大學公共衛生學院的遺傳學和代謝教授戈克漢·霍塔米西利吉爾的說法,肥胖被認為是許多以炎症為特徵的代謝紊亂的危險因素。炎症是身體對損傷做出反應的方式之一;它包括髮送免疫細胞來消除由刺激物(如入侵的微生物)損傷的組織。當炎症被不適當地誘導時,例如在自身免疫性疾病中,它有時會損害健康的細胞並擾亂身體功能。在糖尿病的例子中,一些研究人員認為,脂肪細胞(以及肌肉和胰腺細胞)中的炎症導致它們對胰島素產生抵抗力,胰島素是一種調節代謝並在糖尿病患者體內缺乏的激素。
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“(在進行這項研究時,)我們試圖瞭解肥胖是否會導致炎症,”霍塔米西利吉爾解釋說。“你不斷地受到(來自飲食的)營養物質的轟炸,那麼為什麼在一定程度上,你不會遇到這些問題呢?”
霍塔米西利吉爾的團隊首先進行了一項全基因組篩選,尋找編碼參與小鼠代謝系統和免疫系統的蛋白質的DNA。這些蛋白質必須滿足幾個標準:它們必須同時被這兩個系統啟用;存在於清除血液中營養物質的組織中,如脂肪組織;參與調節炎症;並具有全身代謝效應。
只有三到四個基因符合要求。其中一個基因編碼一種名為STAMP2的蛋白質,它在小鼠的脂肪、肝臟和肌肉組織中表達。(在人類中,已在心臟、肺、肝臟和前列腺中發現;尚未檢查人類脂肪組織中是否存在STAMP2。)
當研究作者在試管中和小鼠模型中改造脂肪細胞以減少STAMP2的產生時,他們發現這種缺乏導致對過量營養的炎症反應增加和代謝反應改變。在活體小鼠中,STAMP2缺失的影響包括胰島素活性紊亂、脂肪肝的發生以及高血糖和高膽固醇,無論小鼠是否飼餵正常飲食或是否具有肥胖的遺傳傾向。
霍塔米西利吉爾說,STAMP2在體內的作用似乎是迎接營養物質,並將其導向正確的部位進行儲存或分解。此外,每次食物進入身體時,都需要通知免疫系統這些營養物質不是外來入侵者。“這是一個非常巧妙的系統,可以防止營養物質氾濫,”他說。“為了在不引起炎症的情況下有效地完成這項工作,你需要像STAMP2這樣的分子。...在肥胖人群中,這種情況無法發生,由於能量的持續流動,會出現一些增加,因此它無法再進行這種迎接。”換句話說,在肥胖人群中,STAMP2的功能就像一個被過多營養物質淹沒的堤壩,引發炎症反應。
霍塔米西利吉爾說,他的團隊發現,STAMP2通常在小鼠脂肪細胞中以低水平存在,然後,當它被啟用時,其水平會上升,並在營養物質到達時開始工作。他說,如果研究人員能夠弄清楚蛋白質何時啟用和發揮作用,“這將首先告訴我們一個令人興奮的資訊:如何在分子機制中發出營養狀態的訊號。”他解釋說,從那裡,他們可以探索如何加強這種屏障,並可能找到阻止慢性代謝紊亂上升的療法。“這些[代謝疾病]不一定與嚴重的肥胖有關,”他補充說。“少量內臟脂肪的積累會引發所有這些影響。”
然而,他指出,這種治療選擇還需要數年時間。與此同時,這項研究可以透過確定一個人STAMP2基因的相對強度,提供機會來確定人群中哪些人最容易患上代謝疾病。