发布日期： 2024年07月23日
来源：Molecular Metabolism
文章内容
新发现强调PGC-1变体“b”和“c”是改善运动过程中脂肪燃烧和能量代谢的关键，为肥胖治疗提供了新的途径。
神户大学的一个研究小组发现，有些人在锻炼后减肥的速度比其他人慢。他们研究了不能产生信号分子的老鼠会发生什么，这些信号分子对短期运动有特殊反应，并调节身体的能量代谢。这些老鼠在锻炼时消耗更少的氧气，燃烧更少的脂肪，因此也更容易发胖。由于研究小组在人类中也发现了这种联系，因此新获得的关于这种机制的知识可能为治疗肥胖提供了一条途径。
众所周知，运动能燃烧脂肪。但对一些人来说，这比其他人要困难得多，这让人怀疑减肥或增重背后的机制是否像“摄入的卡路里减去消耗的卡路里”那么简单。研究人员之前已经发现了一种信号分子，一种名为“PGC-1”的蛋白质，它似乎与锻炼及其效果有关。然而，这种蛋白质含量的增加是否真的会导致这些影响还没有定论，因为一些实验表明了这一点，而另一些实验则没有。
最近，神户大学内分泌学家Wataru Ogawa和其他研究人员发现，这种蛋白质实际上有几种不同的版本。Ogawa解释说:“这些新的PGC-1α版本，被称为“b”和“c”，与传统的“a”版本几乎具有相同的功能，但它们在运动过程中在肌肉中产生的数量是原来的十倍以上，而a版本则没有显示出这样的增加。”因此，他的团队开始证明这一观点，即是新发现的版本，而不是之前已知的版本，在锻炼过程中调节能量代谢。
不同版本的信号分子PGC-1对不同的刺激作出反应。标准版本(“a”)是在长期运动时产生的，而替代版本(“b/c”)是在短期运动或寒冷暴露时产生的。缺乏这些版本会使受影响的个体更难通过燃烧脂肪或增加肌肉质量来对这些刺激做出反应。
为了做到这一点，研究人员创造了缺乏信号分子PGC-1的b和c版本的小鼠，而它们仍然具有标准的a版本，并测量了小鼠在休息和短期以及长期锻炼期间的肌肉生长，脂肪燃烧和氧气消耗。他们还招募了患有和不患有2型糖尿病的人类受试者，并让他们接受与小鼠类似的测试，因为众所周知，胰岛素不耐受和肥胖的人的信号分子水平较低。
Ogawa和他的团队在《Molecular Metabolism》杂志上发表了他们的研究结果。他们发现，虽然所有版本的信号分子都会引起类似的生物反应，但它们产生的不同水平对生物体的健康有着深远的影响。缺乏可选择的b和c版本的PGC-1意味着生物体基本上对短期活动视而不见，不适应这些刺激，结果是这样的个体在锻炼期间和之后消耗更少的氧气和燃烧更少的脂肪。
在人类中，研究小组发现，无论健康个体还是2型糖尿病患者，测试对象产生的b和c型信号分子越多，他们消耗的氧气就越多，体脂率就越低。“因此，骨骼肌基因决定肥胖易感性的假设是正确的，”Ogawa总结了这些发现。
然而，他们也发现，长期运动刺激了标准版本的PGC-1的产生，而在六周的过程中定期运动的小鼠，无论它们是否能产生替代版本的信号分子，肌肉质量都有所增加。
神户大学(Kobe University)内分泌学家Wataru Ogawa揭示了一种信号分子的不同版本的生理作用，这种信号分子将运动及其效果联系起来。他们发现，缺乏一种新发现的信号分子，这种信号分子是针对短期运动而产生的，与同时拥有两种信号分子的小鼠相比，缺乏这种信号分子的小鼠燃烧的脂肪要少。
除了肌肉中的PGC-1产生，神户大学的研究小组还研究了脂肪组织中不同版本PGC-1的产生是如何变化的，并没有发现运动对PGC-1产生的相关影响。然而，由于动物也燃烧脂肪来维持体温，研究人员也调查了小鼠的耐寒能力。
事实上，他们发现，当动物暴露在寒冷环境中时，棕色脂肪组织中信号分子的b和c版本的产生会增加，而在这些条件下，不能产生这些版本的个体的体温会显著下降。一方面，这可能会导致这些个体拥有更多的体脂，但另一方面，这似乎意味着信号分子的b和c版本可能更普遍地负责对短期刺激的代谢适应。
Ogawa和他的团队指出，了解不同版本的PGC-1的生理活性可能有助于设计治疗肥胖的方法:“最近，抑制食欲的抗肥胖药物已经被开发出来，并且在世界上许多国家越来越多地开处方。然而，目前还没有通过增加能量消耗来治疗肥胖的药物。如果能找到一种能增加b和c两个版本的物质，这可能会导致药物的开发，在运动或甚至不运动时增加能量消耗。这些药物有可能独立于饮食限制治疗肥胖。”
该团队目前正在进行研究，以找出更多有关运动过程中导致信号分子b和c版本产生增加的机制。
参考文献:Adaptive gene expression of alternative splicing variants of PGC-1α regulates whole-body energy metabolism” by Kazuhiro Nomura, Shinichi Kinoshita, Nao Mizusaki, Yoko Senga, Tsutomu Sasaki, Tadahiro Kitamura, Hiroshi Sakaue, Aki Emi, Tetsuya Hosooka, Masahiro Matsuo, Hitoshi Okamura, Taku Amo, Alexander M. Wolf, Naomi Kamimura, Shigeo Ohta, Tomoo Itoh, Yoshitake Hayashi, Hiroshi Kiyonari, Anna Krook, Juleen R. Zierath and Wataru Ogawa, 15 June 2024, Molecular Metabolism.
交流讨论
PNAS新研究挑战了关于大脑大小进化的旧观念
PNAS：饥饿激素瘦素可以以一种不依赖于瘦素受体的方式指导神经发育
线粒体能量关闭不会导致细胞死亡，而是引发炎症
