비만의 미토콘드리아 기능 장애와 관련된 유전자

요약: 최근 연구에서 자세히 설명된 바와 같이 연구자들은 비만이 미토콘드리아에 미치는 영향을 이해하는 데 상당한 진전을 이루었습니다.

그들은 고지방 식단이 생쥐의 지방 세포에 있는 미토콘드리아를 더 작고 덜 효율적인 단위로 조각나게 한다는 사실을 발견했습니다. 이 과정은 단일 유전자에 의해 제어됩니다. 이 유전자를 삭제함으로써 쥐는 동일한 고지 방식을 먹음에도 불구하고 체중이 증가하는 것을 방지했습니다.

이 연구는 비만의 대사 불균형에 대한 새로운 통찰력을 제공하여 잠재적인 표적 치료법의 길을 열었습니다.

중요한 사실:

1. 연구에 따르면 고지방식이는 지방 세포의 미토콘드리아를 파괴하여 지방 연소 능력을 감소시키는 것으로 나타났습니다.
2. RaIA와 연결된 한 유전자는 비만의 미토콘드리아 단편화 및 대사 장애를 담당하는 것으로 밝혀졌습니다.
3. 연구진은 이 유전자를 제거함으로써 고지방 식단으로 인한 비만으로부터 생쥐를 성공적으로 보호했으며, 이는 인간의 비만 치료를 위한 새로운 치료 목표를 제시했습니다.

원천: 캘리포니아 대학교 샌디에고

비만인의 수가 1975년 이후 거의 3배로 증가하여 전 세계적으로 전염병이 발생했습니다. 식이요법 및 운동과 같은 생활방식 요인이 비만의 발생 및 진행에 중요한 역할을 하는 반면, 과학자들은 비만이 내인성 대사 이상과도 연관되어 있음을 발견했습니다.

이제 UC 샌디에고 의과대학의 연구자들은 비만이 우리 세포의 중요한 에너지 생산 구조인 미토콘드리아에 어떤 영향을 미치는지에 대해 새로운 사실을 밝혔습니다.

2023년 1월 29일에 발표된 연구에서 정상적인 신진대사연구진은 생쥐에게 고지방식을 먹였을 때 지방 세포 내부의 미토콘드리아가 더 작은 미토콘드리아로 분열되어 지방 연소 능력이 감소했다는 사실을 발견했습니다. 더욱이 그들은 이 과정이 단일 유전자에 의해 제어된다는 사실을 발견했습니다. 쥐에게서 이 유전자를 삭제함으로써, 그들은 다른 쥐들과 동일한 고지방식을 먹었을 때에도 과체중이 증가하는 것을 방지할 수 있었습니다.

UC 샌디에이고 의과대학 교수인 앨런 솔트힐(Alan Salthill) 박사는 “과식으로 인한 과도한 칼로리는 체중 증가로 이어질 수 있으며 에너지 연소를 감소시키는 일련의 대사 과정을 촉발할 수 있다”고 말했습니다. 더 나쁜.” “우리가 확인한 유전자는 건강한 체중에서 비만으로의 전환에 중요한 부분입니다.”

미국 성인의 40% 이상에게 영향을 미치는 비만은 주로 지방 조직에 저장되는 지방이 신체에 너무 많이 축적될 때 발생합니다. 지방 조직은 일반적으로 중요한 기관을 완충하고 절연을 제공함으로써 중요한 기계적 이점을 제공합니다. 또한 다른 조직이 에너지를 연소하거나 저장하도록 지시하는 호르몬 및 기타 세포 신호 분자를 방출하는 등 중요한 대사 기능을 가지고 있습니다.

비만과 같은 칼로리 불균형의 경우 지방세포의 에너지 연소 능력이 떨어지기 시작하는데, 이는 비만인이 체중 감량이 어려운 이유 중 하나입니다. 이러한 대사 이상이 어떻게 시작되는지는 비만을 둘러싼 가장 큰 미스터리 중 하나입니다.

이 질문에 답하기 위해 연구자들은 쥐에게 고지방식을 먹였고 이 식단이 지방 연소를 돕는 세포 내부 구조인 지방 세포의 미토콘드리아에 미치는 영향을 측정했습니다. 그들은 특이한 현상을 발견했습니다. 고지방식을 먹은 후 쥐의 지방 조직 일부에 있는 미토콘드리아는 단편화되어 지방을 덜 태우는 더 작고 비효율적인 미토콘드리아로 나누어졌습니다.

이러한 대사 효과를 발견한 것 외에도 그들은 RaIA라는 단일 분자의 활동에 의해 구동된다는 사실도 발견했습니다. RaIA에는 미토콘드리아가 오작동할 때 분해하는 것을 돕는 등 많은 기능이 있습니다. 새로운 연구에 따르면 이 분자가 과도하게 활성화되면 미토콘드리아의 정상적인 기능을 방해하여 비만과 관련된 대사 문제를 일으킨다고 합니다.

“본질적으로 RaIA의 만성 활성화는 비만 지방 조직의 에너지 소비를 제한하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 보입니다.”라고 Saltiel은 말했습니다. “이 메커니즘을 이해함으로써 우리는 지방 연소를 증가시켜 체중 증가 및 관련 대사 불균형을 해결할 수 있는 표적 치료법 개발에 한 걸음 더 가까워졌습니다.”

RaIA와 관련된 유전자를 삭제함으로써 연구자들은 식이로 인한 체중 증가로부터 쥐를 보호할 수 있었습니다. 연구자들은 생화학을 더 깊이 탐구함으로써 생쥐에서 RaIA에 의해 영향을 받는 단백질 중 일부가 비만 및 인슐린 저항성과 관련된 인간 단백질과 유사하다는 사실을 발견했으며, 이는 유사한 메커니즘이 인간 비만으로 이어질 수 있음을 시사합니다.

살티엘 박사는 “우리가 발견한 기본 생물학과 실제 임상 결과를 직접 비교하면 인간에 대한 연구 결과의 중요성이 강조되며, 새로운 치료법으로 RaIA 경로를 표적으로 삼아 비만을 치료하거나 예방하는 데 도움이 될 수 있음을 시사한다”고 말했다. .

“우리는 이 질병의 복잡한 신진대사를 이제 막 이해하기 시작했지만 미래의 가능성은 매우 흥미롭습니다.”

이 연구의 공동 저자로는 샌디에이고 캘리포니아 대학의 Wenmin Xia, Preethi Virajandham, Yu Cao Yayun Xu, Tory Ryan, Jiaxin Qian, Ying Jones, Zhao Weihong, Zichen Wang, Hiroyuki Hakozaki 및 Johannes Schoenberg가 있습니다. 캘리포니아 대학의 Peng Zhao. . Texas Health Science Center의 Hui Gao와 Mikael Ryden, Karolinska Institutet의 Christopher Liddell, Ruth Yu, Michael Downes, Ronald Evans 및 Jianfeng Huang, Salk Institute for Biological Studies의 Martin Wabich, Ulm University Medical Center 및 Shannon Reilly 웨일 의과대학에서. 코넬대학교 출신.

자금조달: 이 연구는 국립 보건원(National Institutes of Health)에서 부분적으로 자금을 지원 받았습니다(교부금 P30DK063491, R01DK122804, R01DK124496, R01DK125820 및 R01DK128796).

유전학과 비만 연구 뉴스에 대하여

작가: 마일스 마틴
원천: 캘리포니아 대학교 샌디에고
의사소통: 마일스 마틴 – 캘리포니아 대학교 샌디에고
그림: 이미지 제공: 신경과학 뉴스

원래 검색: 오픈 액세스.
“비만은 RalA 활성화로 인해 미토콘드리아 단편화 및 백색 지방 세포 기능 장애를 유발합니다“Alan Salthill 외. 정상적인 신진대사

요약

비만은 RalA 활성화로 인해 미토콘드리아 단편화 및 백색 지방 세포 기능 장애를 유발합니다

미토콘드리아 기능 장애는 인간과 설치류 비만, 인슐린 저항성 및 지방간 질환의 특징입니다. 여기서 우리는 고지 방식(HFD)을 먹이면 수컷 생쥐의 사타구니 백색 지방 세포에서 미토콘드리아 단편화가 발생하여 작은 GTPase RalA에 의존하는 과정을 통해 산화 능력이 감소한다는 것을 보여줍니다.

HFD 후 백색 지방 세포에서 RalA 발현 및 활성이 증가합니다. 백색 지방세포에서 RalA의 표적화된 결실은 미토콘드리아 단편화를 방지하고 지방산 산화를 증가시켜 HFD로 인한 체중 증가를 감소시킵니다.

기계적으로 RalA는 핵분열 단백질 Drp1의 억제성 Ser637 인산화를 역전시켜 지방세포의 핵분열을 증가시켜 미토콘드리아 단편화를 더욱 심화시킵니다. Drp1의 인간 상동체의 지방 조직 발현, DNM1L이는 비만 및 인슐린 저항성과 긍정적인 연관이 있습니다.

따라서 RalA의 만성 활성화는 미토콘드리아 역학의 균형을 과도한 핵분열 방향으로 이동시켜 비만 지방 조직의 에너지 소비를 억제하는 데 핵심적인 역할을 하며 이는 체중 증가 및 대사 기능 장애에 기여합니다.