科学家揭示了代谢魔弹蛋白质对健康的影响
代谢蛋白AMPK被描述为一种健康的神奇子弹。对动物模型的研究表明,激活蛋白质的化合物具有促进健康的作用,可逆转糖尿病,改善心血管健康,治疗线粒体疾病,甚至延长寿命。然而,这些化合物可以完全归因于AMPK与其他潜在靶标有多大的影响尚不清楚。
现在,Salk研究人员开发了一种新系统,让他们比以往更详细地研究AMPK如何,何时何地执行其分子和治疗功能。在2019年1月2日发表于Cell Reports期刊的论文中,Salk团队使用新模型激活患有脂肪肝的成年小鼠肝脏中的AMPK 。
“这种模式将使我们能够回答科学家之前无法回答的问题,”Salk教授和Salk癌症中心主任Reuben Shaw说道,他领导了这项新工作。“它确实为我们提供了一种新的方法来定义这种特定酶在多种疾病中的健康益处。”
AMP激活的蛋白激酶或AMPK被称为代谢的主要调节因子。细胞在能量不足时激活AMPK,运动后或限制卡路里时,AMPK在全身组织中被激活。作为回应,AMPK改变了许多其他基因和蛋白质的活性,有助于保持细胞活力和功能,即使它们的燃料不足。在整个身体的不同组织中以及在发育的不同时间点,AMPK可能具有不同的作用。到目前为止,研究遗传上增加AMPK活性的具体影响的唯一方法是从胚胎发生开始改变其在生物体内的活性。
“当AMPK从胚胎发生的最初阶段过度激活时,我们不知道它对正常发育有什么影响,”Salk的高级研究员兼新论文的第一作者Daniel Garcia说。因此,Garcia,Shaw和他们的同事让一只老鼠拥有一种特殊版本的AMPK,让研究人员通过喂养成年小鼠抗生素来激活基因。
“我们开发的模型与您在诊所中看到的模型非常相似,如果您用药物靶向AMPK,”加西亚说。此外,通过对小鼠中可诱导的AMPK基因进行双重工程,研究人员还可以控制体内AMPK激活的位置 - 无处不在,或仅在选定的组织或组织中。
为了测试新模型的实用性,研究人员开发出可以在肝脏中激活AMPK的小鼠。然后,他们喂食这些小鼠高脂饮食的一部分导致饮食诱导的肥胖和肝脏中过量的脂肪积累。这种情况相当于人类的非酒精性脂肪肝病(NAFLD),这是美国成年人慢性肝病的主要形式。
在有和没有NAFLD的小鼠中,当AMPK被激活时,肝脏中的脂肪水平下降 - 新的脂肪产生减慢并且现有的脂肪被代谢。此外,当AMPK在喂食高脂肪饮食的小鼠中被激活时,小鼠被保护免于体重增加和肥胖并且具有较少的肝脏炎症迹象。“本文证实AMPK是治疗NAFLD的良好靶点,”Garcia说。“这进一步证实了AMPK激活剂应该在临床上进行测试。”
除了对肝脏脂肪的影响外,AMPK的活化 - 即使它仅限于肝脏 - 也降低了身体其他部位的脂肪水平,这表明肝脏释放到体内其他部位的激素受到影响。“这些结果表明,AMPK可能是对人类疾病的一种强有力的治疗方法,”拥有William R. Brody主席的Shaw说。
研究人员接下来计划在许多其他组织(包括肌肉)中研究AMPK活化,科学家们假设AMPK可能会产生巨大影响。“除了NAFLD之外,还有更广泛的问题可以询问肌肉模拟运动中AMPK的遗传激活以及生物体生命后期AMPK的激活能否延长寿命,”Shaw说。
推荐内容
-
卡塔尔亚群的疾病风险和治疗反应各不相同
正在进行的关于卡塔尔种群遗传构成的研究揭示了三个不同的亚种群,这些亚种群具有影响疾病风险的遗传变异,以及药物可能的功效和副作用...
-
母乳喂养易导致婴儿感染细菌病毒?大家都来看看 对宝宝健康有影
随着互联网的快速发展,我们在获取信息的时候很容易被带跑方向。有时候真相也许并不是网上说的那样,所以我们必须要有自己的判断和独立...
-
谣言破解:焦糖瓜子“金玉其外,败絮其中”?听听专家怎么说
当我们不知道一件事真假的时候,不防多等等官方的回应。因为信息碎片化,很多小伙伴现在上网很容易只看到事情的一面就下定论,其实很多...
-
喝久煮的火锅汤可致中毒?很多人想问
日常生活中我们经常会听到各种各样的坊间流言。然而很少人去求证这些流言的真实性,久而久之就变成了真事。在这里,小编必须提醒大家,...
-
单基因突变可能有助于人类成为最佳的长跑运动员
二百万到三百万年前,单一基因的功能丧失引发了一系列重大变化,最终成为现代人类物种,从生育率到增加吃红肉的癌症风险等一切都在改变...
-
解开tropolones生物合成的神秘面纱
来自英国布里斯托尔大学和埃及未来大学的研究人员解决了70年前的一个神秘问题,即如何在真菌中合成一类称为托酚酮的非苯型芳香族化合物...
-
正如托尔斯泰所指出的那样所有不快乐的微生物组都以自己的方式不
生活在每个人体内的细菌群落在时间良好时非常相似和稳定,但当压力进入等式时,这些社区对人与人之间的反应会有很大不同。这是安娜卡列...
-
NIH发布了关于基因组数据共享的最终政策
马里兰州贝塞斯达, 2014年8月27日星期三 - 美国国立卫生研究院发布了最终的NIH基因组数据共享(GDS)政策,以促进数据共享,从而加速数据
-
人会感到空虚的原因以及摆脱方法
随着社会压力的不断加大,人们现在把越来越多的目光放到了一个人的心理情况上。确实,每个人的抗压指数是有限的,一个平时看着正常的人...
-
D丝子基因组测序揭示了植物寄生的进化
大多数植物用它们的叶子吸收阳光和二氧化碳,通过根从土壤中吸收水分和矿物质,并且完全是自养的。然而,寄生植物是一类特殊的植物,从...