PNAS：转录因子对脂肪燃烧的调控

　　

生物通报道  锻炼有益于健康这一观念早已为人们所普遍接受。积极的锻炼是医生开给病人最好的处方。
医生们总是不厌其烦的提醒人们锻炼身体有利于预防很多疾病，包括心脏病、老年痴呆症、糖尿病以及感染等。但是一直以来人们并不十分清楚锻炼有利于身体健康的生物学分子基础。

近日来自凯斯西储大学医学院的研究人员在新研究中发现遗传因子Kruppel样转录因子15(KLF15)在锻炼过程中支配了机体的脂肪燃烧，从而揭开了这一机制部分的神秘面纱。这一研究成果发布在4月9日的《美国科学院院刊》（PNAS）上。

领导这一研究的是凯斯西储大学医学院和大学医院凯斯医疗中心的Mukesh Jain博士，在过去的研究中Jain发现KLF15在人类利用的两种营养物质代谢中起重要的作用。新研究发现证实其在第三种营养物质脂肪的代谢中也发挥了至关重要的作用，从而完成了三步曲。研究揭示KLF15提高了人体运动肌肉燃烧脂肪生成能量的能力。

在对Kuppel样基因家族的所有17个成员进行筛查后，研究人员发现锻炼过程中小鼠骨骼肌中的KLF15水平发生了显著增高。随后研究人员对有氧运动前后健康人体内的KLF15水平进行了检测，他们发现锻炼过程中人体KLF15水平增高与在小鼠模型中观察到的增高比例相一致，较正常水平增高了2-3倍。

“结合我们从前获得的研究发现，新研究表明KLF15处于一个非常强有力的代谢位置。它是一个处于机体核心过程接合位置的独特因子，”文章的主要作者、凯斯西储大学医学院医学副教授、大学医院凯斯医疗中心Harrington心血管研究所心脏病学家Saptarsi M. Haldar博士说。

为了阐明锻炼介导的KLF15增高是必不可少条件的原因，研究人员随后检测了KLF15基因缺陷的小鼠，他们发现这种小鼠无法高效地燃烧脂肪，维持有氧锻炼。因此，该基因被认为是调控肌肉利用脂肪能力的关键因子。

近期的研究发现结合研究组从前的研究工作，现在证实了KLF15在哺乳动物中对营养物质生成和利用起关键性作用。因为协调营养量是所有组织能量生成的必要条件，这些研究发现对于几乎所有的生物过程和原理均具有重要的意义。此外，作为大量疾病过程潜在新陈代谢改变，靶向KLF15活性或可用于获得治疗利益。事实上，在当前的研究工作中Haldar博士对动物模型和人体的研究发现表明调控KLF15功能有可能成为一种有效的策略给予锻炼的健康益处，治疗代谢和肌肉疾病。”

锻炼是许多代谢疾病尤其是肥胖症和糖尿病的治疗首选。发现KLF15介导了锻炼的重要有益效应，科学家们或能够利用药物诱导相似的效应。从长远来看，这种疗法可用于作为锻炼的补充。

除了研究KLF15在代谢紊乱中的影响，Haldar博士还在致力研究其在杜氏肌营养不良中作用。目前该研究小组正在积极对罹患杜氏肌营养不良的患者展开研究。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Kruppel-like factor 15 regulates skeletal muscle lipid flux and exercise adaptation

The ability of skeletal muscle to enhance lipid utilization during exercise is a form of metabolic plasticity essential for survival. Conversely, metabolic inflexibility in muscle can cause organ dysfunction and disease. Although the transcription factor Kruppel-like factor 15 (KLF15) is an important regulator of glucose and amino acid metabolism, its endogenous role in lipid homeostasis and muscle physiology is unknown. Here we demonstrate that KLF15 is essential for skeletal muscle lipid utilization and physiologic performance. KLF15 directly regulates a broad transcriptional program spanning all major segments of the lipid-flux pathway in muscle. Consequently, Klf15-deficient mice have abnormal lipid and energy flux, excessive reliance on carbohydrate fuels, exaggerated muscle fatigue, and impaired endurance exercise capacity. Elucidation of this heretofore unrecognized role for KLF15 now implicates this factor as a central component of the transcriptional circuitry that coordinates physiologic flux of all three basic cellular nutrients: glucose, amino acids, and lipids.