Nature发布miRNA重要发现:脂肪细胞的miRNA信号

【字体: 时间:2017年02月17日 来源:生物通

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  脂肪细胞并不简单,Joslin糖尿病中心的科学家发现这种细胞并不只是静静的待在我们身体中,而且能释放出激素和其它信号蛋白,影响多种组织,其中一种竟然是miRNA。利用脂肪细胞研发基因治疗方法,也许能用于治疗肝脏或其它器官的代谢疾病,还有癌症等。

  

生物通报道:脂肪细胞并不简单,Joslin糖尿病中心的科学家发现这种细胞并不只是静静的待在我们身体中,而且能释放出激素和其它信号蛋白,影响多种组织,其中一种竟然是miRNA。利用脂肪细胞研发基因治疗方法,也许能用于治疗肝脏或其它器官的代谢疾病,还有癌症等。

这一研究成果公布在2月15日的Nature杂志上,文章的通讯作者,哈佛医学院的医学教授,Joslin糖尿病中心主任C. Ronald Kahn表示,“这种机制有助于研发一种全新的治疗方法”。Kahn教授去年刚刚荣获沃尔夫奖(Wolf Prize),沃尔夫奖始创于1976年的沃尔夫奖是国际最高学术大奖之一,由以色列的沃尔夫基金会颁发,在科学(农业、化学、数学、医学、物理)和艺术(音乐)领域授奖,每个奖项奖金为10万美元。

在这项研究中,Kahn教授等人通过小鼠和人类细胞的研究,探讨了miRNAs的作用,这种小分子不会翻译成蛋白,但是身体中的所有细胞都会产生miRNAs,研究表明一些miRNAs能从起始细胞释放到血液中,但是它们进入血液后发生了什么,一直都是一个迷。

研究人员聚焦于来自脂肪细胞的miRNAs,这些miRNAs通过exosomes(外泌体)释放到血液中。在脂肪细胞不能生成miRNA的小鼠模型中,研究人员发现外泌体中的miRNA总数显着下降。而当他们将正常脂肪移植到这些小鼠中时,循环系统中的miRNA又恢复了数量,这一结果表明循环系统中的许多miRNA来自脂肪。

接下来,科学家又分析了两种脂肪代谢失序症(脂肪丢失或本身不存在相关基因)的人群,他们发现在这两组人群中,外泌体中的miRNA水平低于正常水平。

这表明由脂肪产生的这些miRNA可能有助于诊断代谢失序症,如肥胖,2型糖尿病和脂肪肝病等,Kahn说。但这些miRNA也能通过循环系统进入其它组织,调节基因,因此未来可能可以用于治疗。

研究人员发现一种在疾病小鼠肝脏中增加的基因,会受到脂肪释放的外泌体miRNA的调控,“但是如果你把外泌体中丢失的miRNA找回来,就又能调节基因,因此脂肪就是通过这个方法给肝脏发送信号的,”Kahn说。

接下来科学家制作了一个小鼠模型,证实了外泌体中的miRNA至少在肝脏中可以调节基因表达。研究人员希望未来能将这一发现应用到临床治疗中,“我们可以通过简单的活检取出患者的皮下脂肪,修改脂肪细胞,制备出我们想要的miRNA,然后将细胞放回患者体内”。

(生物通:万纹)

原文检索:

Adipose-derived circulating miRNAs regulate gene expression in other tissues

Adipose tissue is a major site of energy storage and has a role in the regulation of metabolism through the release of adipokines. Here we show that mice with an adipose-tissue-specific knockout of the microRNA (miRNA)-processing enzyme Dicer (ADicerKO), as well as humans with lipodystrophy, exhibit a substantial decrease in levels of circulating exosomal miRNAs. Transplantation of both white and brown adipose tissue—brown especially—into ADicerKO mice restores the level of numerous circulating miRNAs that are associated with an improvement in glucose tolerance and a reduction in hepatic Fgf21 mRNA and circulating FGF21. This gene regulation can be mimicked by the administration of normal, but not ADicerKO, serum exosomes. Expression of a human-specific miRNA in the brown adipose tissue of one mouse in vivo can also regulate its 3′ UTR reporter in the liver of another mouse through serum exosomal transfer. Thus, adipose tissue constitutes an important source of circulating exosomal miRNAs, which can regulate gene expression in distant tissues and thereby serve as a previously undescribed form of adipokine.

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