Nature子刊：分子开关调节脂肪燃烧

新的研究表明，一种叫做Them1的代谢调节分子通过阻断细胞的燃料来源来防止细胞内的脂肪燃烧。这项研究可能有助于开发一种新型的肥胖治疗方法。

　　

现在，一个多学科的研究团队已经证明，一种名为Them1的代谢调节分子通过阻断细胞的燃料来源来阻止脂肪燃烧。由贝斯以色列女执事医学中心(BIDMC)的显微镜专家和威尔康奈尔医学和纽约长老会的新陈代谢专家领导的这项研究可能有助于开发一种新的肥胖治疗方法。该团队的研究结果发表在6月9日的《自然通讯》杂志上。

为了解释蛋白质Them1如何关闭热生产，BIDMC的细胞生物学和显微镜专家Susan Hagen博士(BIDMC外科研究副主席)和Yue Li博士(她实验室的博士后研究员)，使用光镜和电子显微镜观察Them1在实验室生长的小鼠棕色脂肪细胞中的作用。

“他们是一个有趣的分子，”黑根说。“如果你抑制或阻断它的表达，新陈代谢就会增加，从而减轻体重。”

实验表明，当细胞被刺激燃烧脂肪时，一种化学修饰会导致Them1分子扩散或扩散到整个细胞。这释放了被称为线粒体的细胞能量库，从而有效地将细胞储存的脂肪转化为能量。但当刺激停止时，Them1分子迅速重新组织成一种叫做生物分子冷凝物的结构。位于线粒体和用作燃料的脂肪之间的缩合Them1分子限制了能量的产生。

哈根说:“结果证明，这是非常有趣的。”哈根也是BIDMC显微和组织学核心设施的主任，也是哈佛医学院的外科副教授。“我们询问了其他显微镜专家，他们是否见过类似于我们在静息细胞中发现的不寻常图像。使用非常复杂的电子显微镜技术，我们能够展示——据我们所知，第一次——在电子显微镜下双分子冷凝物是什么样子的。”

“这项研究解释了一种调节新陈代谢的新机制，”威尔康奈尔医学和纽约长老会医院/威尔康奈尔医学中心胃肠病学和肝病部主任、威尔康奈尔医学文森特·阿斯特杰出教授大卫·科恩(David Cohen)说。“Them1入侵能源管道，切断能量燃烧线粒体的燃料供应。人类也有棕色脂肪，在寒冷的环境中会产生更多的Them1，所以这一发现可能对治疗肥胖具有令人兴奋的意义。”

科恩和哈根都是哈佛消化疾病中心的成员，自1983年以来一直合作。目前的这项研究——部分由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的一项为期五年的多学科研究资助——还包括来自埃默里大学(Emory University)的结构生物学专业知识的合作者。

哈根补充说:“这是我一生中在科学领域获得的最大乐趣。”“包括多个具有不同专业知识的初级调查人员，可以让你做一些你自己永远做不到的事情。”

合著者包括Yue Li、Samaksh Goyal、Lay-Hong Ang和BIDMC的Mahnoor Baqai;威尔康奈尔大学的Norihiro Imai, Hayley T. Nichols, Tibor I. Krisko;埃默里大学的布莱恩·r·罗伯茨、马修·c·蒂尔曼、安妮·m·罗伯茨和埃里克·a·奥特伦德。

这项工作是由美国国立卫生研究院(103046年R01 DK, R01 DK0488730和NIHT32DK007533),哈佛大学消化疾病中心(e DK034854)和美国国立卫生研究院shared-instrumentation格兰特计划高压冷冻(S10 OD019988-01),顶峰AAASLD基金会研究奖威尔康奈尔医学院职业生涯前奖，美国心脏协会博士后奖学金，卓越教育研究科学研究所/中心夏季研究奖学金。

Journal Reference:

1. Yue Li, Norihiro Imai, Hayley T. Nicholls, Blaine R. Roberts, Samaksh Goyal, Tibor I. Krisko, Lay-Hong Ang, Matthew C. Tillman, Anne M. Roberts, Mahnoor Baqai, Eric A. Ortlund, David E. Cohen, Susan J. Hagen. Thioesterase superfamily member 1 undergoes stimulus-coupled conformational reorganization to regulate metabolism in mice. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-23595-x