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阻断一种调节能量控制的蛋白质，Mitch，可以防止脂肪在人体细胞中积聚。
大约十年前，新一代减肥药有望带来更苗条、更健康的未来。但有一个问题：这些药物在帮助减肥的同时，也会导致肌肉萎缩。
现在，科学家们可能即将取得突破。在一项偶然发现中，魏茨曼科学研究所的阿坦·格罗斯教授及其团队在肌肉细胞中发现了一种蛋白质，称为MTCH2，简称“Mitch”，它在新陈代谢中起着关键作用。当他们关闭小鼠的Mitch基因时，发生了令人惊讶的事情。这些动物不仅对肥胖有抵抗力，而且它们的耐力也飙升，这一切都要归功于代谢活动的显著增强。
在这一成功的基础上，格罗斯的团队最近将研究向前推进了一步。发表于The EMBO Journal，他们发现，关闭人体细胞中的Mitch也会加速脂肪和碳水化合物的燃烧。更令人兴奋的是，它完全阻止了新脂肪细胞的形成。
在小鼠研究中，结果同样令人印象深刻。这些小鼠不仅避免了体重增加。他们实际上发展出了更多的肌肉纤维，众所周知，肌肉纤维可以消耗大量氧气，提高耐力。
这些令人欢迎的变化提高了压力测试和心脏功能的表现，但研究人员面临着一个谜：沉默一种蛋白质的表达如何“告诉”身体只对抗肥胖，同时提高肌肉耐力？为了寻找答案，他们找到了细胞的动力装置，即负责产生能量和驱动细胞新陈代谢的微小线粒体细胞器。
线粒体在代谢中的作用
我们可以通过观察线粒体的形状和在细胞内的分布来了解线粒体的许多情况。这些细胞器可以融合在一起，形成一个广泛的发电厂网络，这些发电厂是高效的能源生产商，或者它们可以作为独立的细胞器存在，而这些细胞器在发电方面效率较低。为了克服效率下降的问题，这些独立细胞器必须使用各种能源，例如脂肪、，碳水化合物和蛋白质的比率更高。
多年来，格罗斯在魏茨曼免疫和再生生物学部门的团队发现，除了调节新陈代谢外，Mitch还是控制线粒体融合的关键调节器之一，这有助于我们了解小鼠的发现。但是，让Mitch沉默会对人类产生类似的结果吗？
在这项新的研究中，由博士生Sabita Chourasia领导的研究人员研究了当Mitch蛋白通过基因工程被删除时，人类细胞会发生什么。科学家发现线粒体网络随后崩溃，细胞器分离，能源生产效率下降，细胞进入永久性的能量匮乏状态。这听起来可能是一个噩梦般的场景，但有时能量不足及其低效生产可能是有益的，例如，当目标是抵消暴饮暴食或刺激脂肪沉积的使用并防止脂肪积聚时。
“删除Mitch后，我们每隔几个小时检查一次对参与人类细胞新陈代谢的100多种物质的影响，”Chourasia解释道。“我们看到细胞呼吸增加，在这个过程中，细胞利用氧气从碳水化合物和脂肪等营养物质中产生能量。这解释了之前使用小鼠进行的实验中肌肉耐力的增加。”
有针对性脂肪燃烧
为了提高呼吸速率，细胞需要更多的营养物质，这些营养物质在能量生产过程中充当燃料。研究人员发现，对燃料的高需求导致人类细胞“燃烧”更多脂肪、碳水化合物和氨基酸。此外，虽然常规细胞使用更多的碳水化合物和蛋白质而不是脂肪来产生能量，但没有Mitch的细胞主要依赖脂肪来产生能源和生长。
格罗斯解释说：“我们发现，删除Mitch后，细胞膜中的脂肪含量大幅下降。与此同时，我们发现用于产生能量的脂肪物质有所增加，我们意识到脂肪正在从膜上被分解，用作燃料。换句话说，我们表明Mitch决定了脂肪在人类细胞中的命运。”
在下一阶段的研究中，研究人员发现Mitch参与体内脂肪积累的过程更为深入。由于已知肥胖女性体内Mitch水平升高，研究人员推测，这种蛋白质不仅对线粒体融合至关重要，而且对脂肪细胞分化也至关重要，在脂肪细胞分化中，祖细胞积累脂肪并转化为成熟脂肪细胞。
格罗斯解释说：“当我们从祖细胞中删除Mitch时，我们发现这些细胞中创造的环境不利于新脂肪的合成。减少合成膜的能力会阻止细胞生长、发育和达到分化的可能。脂肪积累过程需要大量可用能量，但在没有Mitch的细胞中，能量不足。此外，分化所必需的基因的表达受到抑制，并且缺乏对这一过程发生至关重要的物质。因此，随着脂肪积累，新脂肪细胞的分化减少。”
鉴于这些有希望的发现，格罗斯的实验室目前正在工作，与比纳（Weizmann Institute负责确定具有应用潜力的早期项目）合作，制定一项综合计划，开发一种新型小分子，抑制Mitch，并可能成为肥胖症的有效治疗方法。该项目正与魏茨曼的技术转让部门Yeda Research and Development Company合作实施。
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