«Белый жир можно использовать для борьбы с диабетом, сжигая лишние калории, чтобы вызвать снижение сахара в крови», — сказал Баур. «Наша работа предполагает, что активация пути mTOR играет решающую роль в этом процессе». Индукция бежевых жировых клеток считается многообещающей стратегией борьбы с ожирением из-за способности клеток этого типа метаболизировать глюкозу и липиды, рассеивая полученную энергию в виде тепла.
Коричневые и белые жировые клетки, или адипоциты, играют в организме разные роли. В то время как белые адипоциты накапливают энергию в виде больших жировых капель, коричневые адипоциты содержат более мелкие жировые капли и специализируются на сжигании жира для выработки тепла. Для этого коричневые адипоциты заполнены митохондриями, которые содержат железо, что придает им коричневый цвет. Фактически, младенцы рождаются с коричневым жиром в верхней части спины и плеч, чтобы согреться.
У взрослых людей недавнее открытие «депо» бурого жира также связано с более низкой массой тела. Коричневые жировые клетки, называемые бежевыми адипоцитами, также появляются в белых жировых отложениях в ответ на холод и другие сигналы. На энергетический баланс в организме влияют коричневые и бежевые адипоциты, которые стимулируются низкими температурами и другими сигналами сжигания жира и углеводов.Основным инструментом, использованным в этих исследованиях, был рапамицин, лекарство, которое ингибирует белок mTOR (механистическая мишень рапамицина), который можно найти в двух различных белковых комплексах.
Впервые он был обнаружен как побочный продукт Streptomycin hygroscopicus, бактерии, обнаруженной в образце почвы с острова Пасхи, острова, также известного как Рапа-Нуи, отсюда и название. Рапамицин в настоящее время используется в качестве иммунодепрессанта при трансплантации органов, но недавно привлек внимание, когда было обнаружено, что он увеличивает продолжительность жизни мышей.Интересно, что в 2012 году лаборатория Баура обнаружила, что рапамицин также вызывает инсулинорезистентность из-за его способности ингибировать оба плеча сигнального пути mTOR, контролируемого белковыми комплексами mTORC1 и mTORC2. Они показали на животной модели, что эти две руки, в принципе, можно разделить, чтобы выяснить, какой путь контролирует долголетие по сравнению с эндокринными эффектами.
С точки зрения физиологии, передача сигналов mTOR участвует в контроле уровней сахара и холестерина в крови, и ее ингибирование увеличивает риск диабета. В то время как предыдущие исследования предполагали, что ингибирование mTORC1 будет способствовать образованию белых жировых клеток, настоящая работа Баура поддерживает идею о том, что активность mTORC1 действительно необходима для индуцированного холодом образования белых жировых клеток.
Если прямая активация mTORC1 может привести к тому же результату, то этот подход потенциально может быть применен для борьбы с диабетом.В исследовании диабета команда показывает, что рапамицин блокирует способность холода или лекарств, активирующих определенный путь нейромедиатора, вызывать появление бежевых жировых клеток. Соответственно, мыши, получавшие рапамицин, не переносят холода и не могут поддерживать температуру и вес тела при перемещении в более холодную среду.Полученные данные демонстрируют положительную роль mTORC1 в рекрутировании бежевых жировых клеток в депо белого жира, что может объяснить некоторые негативные метаболические эффекты ингибирования mTOR.
«Наше исследование подчеркивает сложную взаимосвязь между передачей сигналов mTOR и метаболизмом», — сказала первый автор Кэсси Тран, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Баура. «В продвижении вперед будет иметь решающее значение определить конкретные цели ниже по течению от mTOR, которые вызывают негативные метаболические эффекты, чтобы создать более совершенные лекарства и лекарства одного дня, которые также могут увеличить продолжительность жизни. Открытие критического пути передачи сигналов для бежевого жира образование также предполагает возможность воздействия на этот путь для терапевтического увеличения количества выделяющих тепло клеток у пациентов с ожирением или диабетом ».Среди других соавторов — Сармиштха Мукерджи, Дэвид В. Фредерик, Меган Киссиг, Джеймс Дж.
Дэвис и Патрик Сил, все из Пенсильвании.Эта работа была поддержана грантами Национальных институтов здравоохранения (R01 AG043483, R01 DK098656, T32 DK07314, K99 / R00, AG041765).