Erste weiße Fettzellen zu verbrennen Kalorien könnte Weg sein, um Fettleibigkeit zu bekämpfen

US-Wissenschaftler haben einen Proteinschalter entdeckt, der entscheidet, ob Vorläuferfettzellen zu weißen Fettzellen werden, die Kalorien speichern, oder zu braunen Fettzellen, die Kalorien verbrennen. Sie schlagen vor, der Kampf gegen Fettleibigkeit und Diabetes könnte einige wertvolle Hinweise aus dem Studium dieser Schalter lernen. Könnte es zum Beispiel möglich sein, weiße Fettzellen umzuprogrammieren, um sich mehr wie braune Fettzellen zu verhalten?
Patrick Seale, Assistenzprofessor für Zell- und Entwicklungsbiologie und Mitglied des Instituts für Diabetes, Adipositas und Metabolismus an der Perelman School of Medicine, Universität von Pennsylvania, und Kollegen, schreiben über ihre Ergebnisse in der Online-Ausgabe des Tagebuch Zellstoffwechsel.
Seale sagt in einer Erklärung:
"Braune Fettzellen sind die professionellen Wärme produzierenden Zellen des Körpers."
Sie schützen damit vor Fettleibigkeit und vor Diabetes.

Brown Fat Burns Kalorien, weiße Fette speichert sie

Braunes Fett verbrennt Kalorien, um Wärme zu erzeugen, während weißes Fett Kalorien in den allzu offensichtlichen Ablagerungen speichert, die die wachsende Anzahl von übergewichtigen und fettleibigen Menschen plagen.
Das Tragen von überschüssigem weißen Fett um den Bauch herum ist mit metabolischer Dysfunktion, Insulinresistenz und Herzerkrankungen verbunden.
Braune Fettzellen enthalten viele kleinere Lipidtröpfchen und die meisten Mitochondrien (zelluläre Machtzentren, die die energiehaltigen Lipide "verbrennen") eines beliebigen Zelltyps. Da die Mitochondrien Pigmente enthalten, die Eisen binden, werden dadurch die Zellen braun.
Bis vor nicht allzu langer Zeit glaubten Wissenschaftler, dass die einzigen Menschen, die braunes Fett hatten, Babys waren. In jüngerer Zeit haben sie entdeckt, dass Erwachsene kleine, aber wichtige Mengen in verschiedenen Teilen des Körpers haben, und diese wahrscheinlich entwickelt, um uns zu helfen, mit der Kälte fertig zu werden.
Jetzt legen sie nahe, dass die Fähigkeit der braunen Fettzellen, Hitze zu erzeugen, auch auf die Bewältigung von Fettleibigkeit und Diabetes angewendet werden könnte.
Das liegt daran, dass sich braune und weiße Fettzellen aus der gleichen Art von Vorläuferfettzellen entwickeln, und es gibt einen biologischen Schalter, der darüber entscheidet, welcher der beiden Fettzelltypen eine Vorläuferzelle wird.
Vielleicht gibt es eine Möglichkeit, diesen Schalter zu benutzen, um braune Fettzellen anzuschalten und die in weißen Fettzellen gespeicherte Energie zu verbrennen.

Protein Switch Controls Balance von braunen und weißen Fettzellen

Seale und Kollegen fanden heraus, dass der Transkriptionsfaktor Ebf2 (kurz für Early B Cell Factor 2) die Aktivität eines Rezeptorproteins namens PPAR-gamma reguliert, das entscheidet, ob Vorläuferfettzellen (Stammzellen, die zu Fettzellen werden) zu braunen Fettzellen werden oder weiße Fettzellen.
Sie fanden heraus, dass Ebf2 die Bindungsaktivität von PPAR-gamma reguliert, und legt nahe, dass dies durch die Veränderung epigenetischer Proteine ??an braunen Fettgenen geschieht.
Zu diesem Zweck führten sie eine genomweite Untersuchung von Bindungsregionen in PPAR-gamma in weißen und braunen Fettzellen durch.
Sie fanden heraus, dass braune Zell-spezifische Bindungsstellen ebenfalls dazu prädisponiert waren, das DNA-Muster von Ebf2 zu erkennen, das nur in braunen Fettzellen stark exprimiert wurde.
Also entschieden sie sich zu testen, was passiert, wenn Ebf2 in weißen Vorläuferfettzellen (Fettstammzellen, die bereits auf dem Weg zu weißen Zellen sind) eingeschaltet wird.

Überexprimierendes Ebf2 in weißen Fettvorläuferzellen wird dann effektiv in braune Zellen "neu programmiert"

Die Forscher fanden das heraus Überexprimierung von Ebf2 in weißen Vorläuferfettzellen führte dazu, dass diese zu braunen Fettzellen wurden. Sie überprüften ihre Ergebnisse, indem sie die Wärmeproduktionsfähigkeit der "umprogrammierten" weißen Zellen prüften. Sie fanden heraus, dass sie viel mehr Sauerstoff verbrauchten als die normalen weißen Zellen und enthielten größere Mengen an Mitochondrien.
Gene, von denen bekannt ist, dass sie an der Wärmeproduktion beteiligt sind, wurden auch in den umprogrammierten weißen Zellen überexprimiert.
Mit anderen Worten, Die umprogrammierten weißen Zellen hatten alle Kennzeichen normaler brauner Fettzellen.
Die Forscher führten dann weitere Tests an Mäusen durch, um zu überprüfen, ob Ebf2 für die Entwicklung von braunem Fett wesentlich ist.
Sie züchteten Mäuse, denen Ebf2 fehlte, und fanden (im Spätstadium der Embryonen) weiße Fettdepots, die sich dort entwickelten, wo normalerweise nur braunes Fett gefunden wurde.
Sie schließen, dass dies suggeriert In Abwesenheit von Ebf2 differenzieren Fettstammzellen nur zu weißen Fettzellen.

Manipulation Ebf2 könnte Metabolismus durch Änderung der Fettzelldifferenzierung ändern

Jüngste Studien deuten darauf hin, dass braune Fettzellen eine wichtige Rolle im menschlichen Stoffwechsel spielen können, eine, die bisher nicht gut verstanden wurde.

Studien, die PET-Scans untersucht haben, wie verschiedene Gewebe im Körper Glukose aufnehmen, haben gezeigt, dass die Anzahl der braunen Fettzellen umgekehrt proportional zum Alter und Body-Mass-Index (BMI) ist. So haben Menschen, die älter sind oder einen höheren BMI haben, eher weniger braune Fettzellen als jüngere oder haben einen niedrigeren BMI.
Vielleicht, wie diese Studie suggeriert, könnte es durch das Werfen eines biologischen Schalters möglich sein, dieses Gleichgewicht umzukehren und weiße Zellen so umzuprogrammieren, dass sie braunen Zellen ähneln, so dass sie die Lipide verbrennen, anstatt sie zu lagern.
In dieser Studie haben die Forscher durch die Identifizierung von Ebf2 ein Stadium identifiziert, das recht früh in der Entwicklung von Stammzellen zu braunen Fettzellen liegt.
Das ist an sich wichtig, denn normalerweise finden Wissenschaftler heraus, dass je früher das Protein aktiv ist, desto mehr Kraft hat es, die Differenzierung voranzutreiben.
Der Nachteil ist, dass Ebf2, weil es ein Transkriptionsfaktor ist, keine klare Bindungsstelle hat, so dass es kein Wirkstoffziel sein kann, aber, wie Seale bemerkt, "vielleicht ist ein Protein damit verwandt".
Er und seine Kollegen schlagen eine Möglichkeit vor, die Wirkung von Ebf2 mit einem solchen verwandten Protein zu blockieren oder zu stimulieren.
Im Oktober 2012 enthüllten Forscher der Universität von Kalifornien, San Francisco (UCSF), wie sie einen weiteren Schalter entdeckt haben, basierend auf dem Protein UCP1, das die Fettverbrennung in braunen Fettzellen aktiviert. Sie schlagen vor, dass dies das Ziel von Drogen sein könnte, die Kalorienverbrennung erhöhen, indem sie den Schalter in der "An" -Position halten.
Wie bei der Ebf2-Entdeckung sind wir jedoch noch weit davon entfernt zu wissen, ob ein solcher Ansatz für die Gewichtskontrolle praktisch wäre.
Geschrieben von Catharine Paddock