南京大学张辰宇课题组Nature子刊发表miRNA研究重要发现

【字体: 时间:2016年06月12日 来源:生物通

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  在发表于《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项新研究中,来自南京大学的张辰宇(Chen-Yu Zhang)课题组报告称发现,在小鼠中通过抑制PRDM16,24小时禁食诱导了miRNA-149-3p介导的皮下向内脏脂肪转换。

  

生物通报道  在发表于《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项新研究中,来自南京大学的张辰宇(Chen-Yu Zhang)课题组报告称发现,在小鼠中通过抑制PRDM16,24小时禁食诱导了miRNA-149-3p介导的皮下向内脏脂肪转换(南京大学张辰宇教授连发miRNA研究新发现 )。

作为能量稳态的整合器,由于与肥胖有关联,脂肪组织提供的许多生理功能一直遭到忽视。冷和饥饿可能是很大一部分进化时间内的基础状态。因此,燃烧脂肪的棕色/米色脂肪细胞通过在寒冷的环境中产热来维持体温,而储存脂肪的白色脂肪细胞则应对食物短缺。

近期,人们已清楚地认识到与内脏脂肪相比,皮下脂肪具有很强的响应冷刺激产热的能力。寒冷诱导皮下脂肪中出现棕色样脂肪细胞的现象表明,某些响应环境条件变化的脂肪过程是极其可塑的。一些研究报告称在饥饿过程中动员皮下脂肪似乎少于动员内脏脂肪,要了解一些生理改变调控这些不同的白色脂肪组织的分子机制是一个重要的挑战。

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在当前的研究中,张辰宇的课题组证实“褐变”除了能在冷暴露过程中抵御低温,在禁食过程中通过miR-149-3p 介导调控PRDM16,皮下组织还能够“白变”来保存能量以维持能量平衡。

出于以下几点原因,这项工作非常的重要:

1) 在这项研究中,他们证实在小鼠中24小时禁食触发了脂肪生成和脂肪分解基因组织特异改变模式,表明相比皮下脂肪优先动员内脏组织中的脂肪。食物缺乏还刺激了皮下组织中一种内脏样脂肪转换。这些观察发现也许在进化上非常重要。禁食已实行了几千年。在禁食过程中,优先氧化的内脏脂肪可以直接进入门静脉循环,相比相对外部定位的皮下脂肪似乎更有效地满足了能量需求。同时,由于大量的内脏脂肪被利用,皮下脂肪必须经历一种形态和功能内脏样转变以准备变成后备能量储存库。

2) 内脏脂肪过多与代谢疾病风险密切相关,而皮下脂肪过多相对无害。然而目前仍不清楚它们在能量稳态中的相对生理重要性。近期的一些研究证实,皮下脂肪组织“褐变”能够抵御低温。在这项研究中,利用24小时禁食刺激,他们发现禁食刺激了一组内脏基因转录,但降低了与产热程序相关的一些基因表达,这大概是为了保存能量。因此,冷暴露和禁食,两种不同的生理刺激导致了皮下脂肪细胞几乎相反的表型和功能改变以维持能量平衡。皮下组织这种特别的可塑性表明,这一脂肪组织可能在哺乳动物生理和稳态中发挥了更广泛的作用。

3) 新证据表明了间歇禁食的迷人效应。通过24小时周期交替禁食和任意喂养,他们发现内脏脂肪减少。而不同于内脏脂肪,24小时复食恢复了皮下组织中减少的体重,表明皮下脂肪“内在化”是对24小时禁食诱导的生理压力的一种适应性反应,以维持全身的能量稳态。这些结果证实隔日禁食优先消耗“代谢有害”的内脏脂肪,这可能有益健康。

4) 近期,皮下脂肪“褐变”能力引起了人们对于这一脂肪组织功能极大的兴趣。他们证实在这一禁食诱导的“内在化”过程中,上调的miR-149-3p直接靶向了白色脂肪“褐变”必需的关键协调蛋白。更为重要地是,他们证实通过皮下抑制miR-149-3p激活了腹股沟脂肪中米色细胞形成,显著提高了全身能量消耗,且没有引起其他组织的功能障碍,这或许是对抗肥胖的一种潜在策略。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文索引:

Fasting induces a subcutaneous-to-visceral fat switch mediated by microRNA-149-3p and suppression of PRDM16.Nature Communications 7, Article number: 11533 doi:10.1038/ncomms11533

作者简介:

张辰宇

博士,长江学者特聘教授,享受国务院特殊津贴,担任国家“973”、“863”项目首席科学家,国家自然科学基金委杰出青年基金获得者,2009年“新世纪百千万人才工程”国家级人选、江苏省333人才工程二层次人才,江苏省2006年度十大杰出青年,2008年度谈家桢生命科学创新奖获得者,2007年度中国侨联科技创新人才奖获得者。1982-1987年就读于哈尔滨医科大学,1991-1995年在日本德岛大学医学部读博士,师从著名内分泌学家,日本内分泌学会会长(1992-1994),日本德岛大学校长斋藤史郎教授研究神经内分泌的分子作用机理,1995年获得博士学位。在攻读博士期间,经过和全日本医学生物博士研究生的竞争,获1993年度日本学术振兴会特别研究员奖,是那一年度在医学生物领域里唯一获奖的外国人。1995-1999年在哈佛大学医学院随著名内分泌学家Reed Larson及Bradford Lowell做博士后研究。1999-2004年受聘于哈佛大学医学院任内分泌学,分子糖尿病学研究助理教授。2002年获美国糖尿病学会年青学者奖。2003-现在南京大学生命科学学院教授,院长。主要研究microRNA,线粒体功能和人体及细胞能量代谢。在包括Cell, Nature, Science及其子刊(~22篇)的国际学术期刊共发表论文约140篇;总被引次数约15,000次;H指数~48;现有15篇论文被ESI列为近10年top 1%被引论文;申请国际国内专利~70项,其中6项国际,10余项国内专利获得授权。

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