Исследование было опубликовано в Интернете в журнале Nature.«В последние годы исследования в CUMC и других странах показали, что кость является эндокринным органом и вырабатывает гормоны, которые влияют на развитие мозга, баланс глюкозы, функцию почек и мужскую фертильность», — говорит руководитель исследования Ставрула Кустени, доктор философии, доцент физиологии и клеточная биофизика (в медицине) в ЦУМК. «Наши результаты добавляют к этому списку важную новую функцию костных гормонов — подавление аппетита, что может открыть совершенно новый подход к лечению метаболических нарушений».В 2007 году команда CUMC во главе с Джерардом Карсенти, доктором медицины, профессором генетики и развития и профессором медицины Пола А. Маркса и заведующим кафедрой генетики и развития CUMC, была первой, кто обнаружил, что кость — это эндокринный орган, регулирующий энергетический обмен за счет высвобождения гормона остеокальцина. «Мы предположили, что существуют дополнительные гормоны костей, которые регулируют метаболизм, поскольку другие эндокринные органы, влияющие на метаболизм, обычно делают это через несколько гормонов», — сказал д-р Кустени.Первые ключи к разгадке второго гормона появились в 2010 году, когда доктор Кустени обнаружил, что отключение гена под названием FOXO1 в остеобластах мышей (костеобразующих клетках) заставляет мышей меньше есть и улучшает их баланс глюкозы. «Поскольку остеокальцин не регулирует аппетит, мы знали, что в этом процессе должен быть задействован второй костный гормон», — сказал доктор Кустени.
В текущем исследовании исследователи CUMC продемонстрировали, что остеобласты с дефицитом FOXO1 экспрессируют необычно высокое количество белка, называемого липокалином 2. Ранее считалось, что липокалин 2 в основном секретируется адипоцитами (жировыми клетками) и способствует ожирению. Но исследователи показали, используя мышей, которые не могут производить липокалин ни в своих жировых клетках, ни в остеобластах, что липокалин 2 в первую очередь секретируется остеобластами и снижает аппетит и вес.
Липокалин 2 также влиял на аппетит и вес у мышей с нормальным весом и у мышей, страдающих ожирением из-за отсутствия рецептора лептина и передачи сигналов лептина. У обоих типов мышей липокалин 2 подавлял аппетит, улучшал общий метаболизм и снижал массу тела.Доктор Кустени и ее команда также обнаружили, что липокалин 2 проникает через гематоэнцефалический барьер. В головном мозге белок связывается и активирует нейроны рецептора меланокортина 4 (MC4R) в гипоталамусе, основной области мозга, которая регулирует аппетит.
Известно, что нейроны MC4R участвуют в запуске подавления аппетита.«Есть надежда, что липокалин 2 может иметь такие же эффекты у людей, и что наши открытия могут быть использованы при разработке методов лечения ожирения и других метаболических нарушений», — сказал доктор Кустени.
Первые результаты на людях обнадеживают. При анализе пациентов с диабетом 2 типа исследователи обнаружили, что уровни липокалина 2 в крови обратно коррелировали с массой тела и уровнем A1c в крови, долгосрочным показателем сахара в крови. «Другими словами, пациенты с более высоким уровнем липокалина 2 имели меньшую массу тела и лучший баланс глюкозы», — сказал доктор Кустени.