Cell系列綜述:棕色脂肪分泌——產熱之外的代謝調節

                                                            

2015年4月27日訊 /生物谷BIOON/ --近日，來自密西根大學的代謝生物學家Jiandie D.Lin在國際學術期刊trends in endocrinology & metabolism發表了一篇綜述性文章，在該文章中，作者對棕色脂肪產熱功能之外的生理作用及相關研究進行了系統性總結。

 

棕色脂肪組織能夠通過解耦聯蛋白1（ucp1)介導的產熱功能促進能量消耗。激活棕色脂肪功能會導致能量消耗增加，抑制肥胖，同時也會降低血漿中的葡萄糖和脂質水平，從而促進機體能量平衡。一直以來，呼吸作用解偶聯以及熱量產生被認為是棕色脂肪組織產生的主要代謝獲益，但近些年來一些研究表明棕色脂肪細胞除具有解偶聯促產熱功能外，還能夠通過分泌因子對能量代謝帶來局部以及系統性影響。

 

該文章從以下幾個方面對棕色脂肪通過分泌因子影響代謝進行了相關總結：

 

棕色脂肪是否能夠通過產熱非依賴性機制促進系統代謝平衡？

 

通過基因操作方法敲除ucp1會完全阻斷棕色脂肪組織對呼吸作用的解偶聯及產熱作用，並且敲除小鼠對低溫及其敏感，同時移除棕色脂肪組織除了會嚴重損傷低溫誘導的產熱，還會促使小鼠發生高脂飲食誘導的肥胖並出現肥胖相關代謝紊亂如胰島素抵抗 和高脂血症。但將ucp1缺失小鼠放入室溫環境進行高脂飲食誘導，ucp1缺失對高脂飲食誘導的肥胖影響甚微，與棕色脂肪移除小鼠的表型有很大不同。這表明棕色脂肪除通過ucp1介導的產熱還能夠通過其他機制調節全身能量平衡。

 

棕色脂肪分泌蛋白組：自分泌 旁分泌和內分泌功能

 

眾所周知，白色脂肪組織能夠釋放一些重要的內分泌因子如leptin和adiponectin，但關於棕色脂肪以及米色脂肪分泌因子的研究仍然較少。一些研究表明棕色脂肪也能夠合成多種信號分子，並通過自分泌 旁分泌和內分泌途徑影響代謝機能。分泌蛋白組分析研究表明，棕色脂肪表達分泌的因子與白色脂肪有很大不同。

 

神經調節蛋白4（NRG4）

 

最近研究發現NRG4是在棕色脂肪中富集表達的分泌因子，在棕色脂肪形成過程中受到誘導表達。nrg4缺失會加速飲食誘導的肥胖以及相關代謝紊亂的發生，而在脂肪組織中過表達nrg4則具有相反表型。棕色脂肪分泌的nrg4可能對於全身代謝具有重要調節作用。

 

成纖維生長因子21（FGF21）

 

FGF21是由包括肝臟，棕色脂肪和骨骼肌在內的幾種組織產生的內分泌因子，寒冷刺激會顯著增加棕色脂肪組織中的FGF21 mRNA表達。FGF21對糖脂代謝具有重要調節作用，除此之外一些研究證明fgf21還能夠刺激棕色脂肪產熱基因表達以及白色脂肪棕色化發生。

 

除以上內容，作者還對棕色脂肪組織分泌的血管內皮生長因子（VEGF），骨形成蛋白（BMP ），白介素－6（ IL-6），NGF，脂聯素（adiponectin）以及其他激素和代謝物對代謝的影響進行了總結。

 

在文章最後，作者還對棕色脂肪分泌蛋白組學研究進行了總結和展望，對於代謝領域特別是棕色脂肪組織功能研究的研究人員具有一定指導意義。（生物谷Bioon.com）

 

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The brown fat secretome: metabolic functions beyond thermogenesis

 

Guo-Xiao Wang, Xu-Yun Zhao, Jiandie D. Lin

 

Brown fat is highly active in fuel oxidation and dissipates chemical energy through uncoupling protein (UCP)1-mediated heat production. Activation of brown fat leads to increased energy expenditure, reduced adiposity, and lower plasma glucose and lipid levels, thus contributing to better homeostasis. Uncoupled respiration and thermogenesis have been considered to be responsible for the metabolic benefits of brown adipose tissue. Recent studies have demonstrated that brown adipocytes also secrete factors that act locally and systemically to influence fuel and energy metabolism. This review discusses the evidence supporting a thermogenesis-independent role of brown fat, particularly through its release of secreted factors, and their implications in physiology and therapeutic development.