PNAS：昼夜节律为“好脂肪”打好基础

2019-09-14 佚名中国生物技术网

众所周知，昼夜节律通过24小时内部的时钟活动来协调我们包括能量消耗和脂质代谢等大量生命过程，如激素水平、血压、睡眠和唤醒周期，甚至像土拨鼠和熊的冬眠时间，都是由生物钟控制的。

众所周知，昼夜节律通过24小时内部的时钟活动来协调我们包括能量消耗和脂质代谢等大量生命过程，如激素水平、血压、睡眠和唤醒周期，甚至像土拨鼠和熊的冬眠时间，都是由生物钟控制的。

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美国宾夕法尼亚大学糖尿病、肥胖和代谢研究所一个研究团队长期致力于探索生物钟及其与“好”脂肪——棕色脂肪组织的关系。

近日，该团队已经发现解释这种类型的脂肪如何在其活动中具有时间生物学作用的分子基础。棕色脂肪是一种动态类型的组织，通过一种名为生热的发热过程提供能量。

在人类中，棕色脂肪通常与“瘦”有关。在小鼠、大鼠和冬眠动物中，它通常与生存有关。

近日，该研究团队对暴露在异常低温下数日的小鼠棕色脂肪组织（BAT）的昼夜节律性进行了研究。研究结果近日已发表在《美国国家科学院院刊（PNAS）》上。

该研究负责人、肥胖症、糖尿病和代谢医学系Marine Adlanmerinia博士说：“对寒冷环境做出反应的体温调节是由产热的棕色脂肪组织控制的，尤其是在啮齿动物中，尽管人类拥有功能性棕色脂肪细胞的事实越来越清楚。”

在人类和其他哺乳动物中，除了BAT外，另一种是白色脂肪组织（WAT），在人类中，这是一种与大腹便便或臀部肥大相关的脂肪，它加剧了全球肥胖症的流行。另一方面，BAT在人类中并不像在其他物种中那样常见，而且还会随着年龄的增长而减少。

与成人相比，婴儿的BAT分布较高，他们在感觉冷时不会发抖，因为从棕色脂肪中产生的热量可以保持温暖。而成年人冻得瑟瑟发抖时，正是在积极地生热以增加身体的热量。

在人类中，BAT通常存在于颈背部并且保护着重要器官，例如肾脏。虽然成年人的BAT分布比婴儿少，但胖人比瘦人的BAT更少。有研究称，人的一生中，脂肪细胞有三次疯长机会，分别是孕晚期、出生后1年以及青春期。在这三段疯涨期，只要提供足够的能量，脂肪细胞就会不断分裂呈指数级增长。相比之下，多年来的一系列研究表明，拥有充足BAT储备的小鼠可以避免肥胖。

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在宾夕法尼亚大学的这项研究中，小鼠被置于4摄氏度以下环境中，并持续一周。该研究团队展示了棕色脂肪组织中昼夜节律驱动的脂肪合成如何维持小鼠的健康体温。

Adlanmerinia及其同事还发现了控制新生脂肪生成的基因，棕色脂肪的形成在实验过程中被重新触发，以保护动物免受慢性寒冷的侵袭。科学家们观察到了生热BAT中的高振幅昼夜节律。

该团队在论文中写道：“慢性寒冷暴露会导致棕色脂肪组织中新的昼夜节律产生，并控制从头脂肪生成（DNL）。这些循环变化是由冷诱导的转录因子SREBP1c节律引起的。我们的研究结果证明了BAT中脂质代谢的昼夜节律可塑性以及脂肪酸合成对于长期维持生热的需求，并提出了增加能量消耗以对抗代谢疾病的策略。”

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BAT与白色脂肪的不同，不仅因为它对低温有反应，而且它也充满了线粒体，这是细胞的能量工厂。豆形线粒体细胞有两个膜，在第二个膜中也有高浓度的热生成素——一种产生热量的蛋白质。

原始出处：Marine Adlanmerini, Bryce J. Carpenter, Jarrett R. Remsberg, et al. Circadian lipid synthesis in brown fat maintains murine body temperature during chronic cold. PNAS. September 10, 2019

作者：佚名

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