影响产热及脂肪生成,Ovol2 基因突变导致成年小鼠易过度肥胖

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肥胖症(Obesity)是横跨全球的文明病,尽管多数过度肥胖都是由于过量饮食或缺乏体力活动所引起,但其中也有例外的情况。在《Cell Metabolism》最新研究中,研究团队发现 Ovol2 基因突变造成产热(thermogenesis)缺陷,会导致小鼠在成年后出现肥胖问题,考量到有着类似的基因及蛋白质产物,研究团队认为,人体或许中也存在类似的机制。

即使维持正常活动饮食,Ovol2 基因突变小鼠仍会过度超重

除了对生活造成的不便,肥胖也会增加罹患许多疾病的风险,像是心脏病、中风、第二型糖尿病和某些类型的癌症。除了饮食习惯,肥胖也与基因和所处环境间的相互作用有着密切关连,但截至目前为止,科学家都未能找到在常见肥胖形式中起重要作用的基因。

为了了解肥胖基本机制的更多资讯,德州大学西南医学中心(UT Southwestern)宿主防御遗传学中心助理教授 Zhao Zhang 与 2011 年诺贝尔生理医学奖得主 Bruce Beutler 领导团队,利用化学物质在小鼠的 DNA 中产生随机突变来观察情况。

透过实验研究团队得以确认,Ovol2 基因突变会造成小鼠出现过度肥胖问题。在观察的老鼠家族中,具 Ovol2 基因突变的小鼠即使维持正常活动水平和食物摄入量,从 10 周龄成年期起就会出现肥胖问题,一直发展至 24 周时呈现严重超重,并出现肝脂肪变性、胰岛素抵抗等肥胖相关疾病。

与未进行诱变的同窝小鼠相比,肥胖小鼠的脂肪重量增加了 556%,除脂肪体重减少了 20%。由于无法有效利用负责产生热量的棕色脂肪(brown fat)组织,具 Ovol2 基因突变的肥胖小鼠显得极度不耐寒,在暴露于寒冷时无法保持其核心体温。

进一步的测试表明,健康的 Ovol2 基因能抑制主要负责储存能量的白色脂肪生成,当研究人员让正常小鼠 Ovol2 蛋白过度表达时,即使喂食高脂肪饮食,小鼠的体重增加幅度及脂肪量仍远低于野生组对照。

Ovol2 基因在小鼠产热和脂肪生成上起关键作用

从研究数据来看,Ovol2 明显在产热和脂肪生成中发挥双重功能,并在维持能量平衡上起著关键作用。Beutler 认为,过去并未有人能将这种基因与肥胖联系起来的主因,是因为它对生命至关重要,而团队创造的突变足够温和让持有者能够生存,但又足以揭示出其惊人的代谢缺陷。

考量到人类 Ovol2 蛋白与小鼠版本非常相似,研究人员认为,Ovol2 基因突变对人体造成的影响或许也是相同,如果能证实 Ovol2 基因突变的影响同样适用于人类,Ovol2 未来或许将成为抗肥胖药物的靶点,或协助医生找到其他潜在疗法来治疗肥胖症。

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参考资料:
1. Cell Metabolism, 2022,https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.09.018
2. https://www.utsouthwestern.edu/newsroom/articles/year-2022/october-defect-in-gene.html

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