当前位置:首页 > 新闻中心

bob:不用节食运动就变瘦?通过基因编辑改变脂肪细胞或能让你轻松减肥 | 硬科技

来源:bob    作者:bob

图片来源:unsplash

记者 | 谭一凡

“不运动能不能减肥!”,“好想躺着就能变瘦!”这些经常在脑海出现却看似不切实际的幻想,在未来几年内或许将成为现实。

作为高级哺乳类动物,人体内既有“坏”的脂肪也有“好”的脂肪。其中,棕色脂肪燃烧能量,帮助我们保持苗条,而过多的劣质白色脂肪存储能量,诱发肥胖。目前,科学家已经在实验室中创建了人造棕色脂肪细胞,并将其转移到小鼠体内,让这些啮齿动物在高脂肪饮食中不仅体重减轻了,也变得更健康。

科学家们希望这样的方法可以对人类起到同样的作用。

脂肪之间的转化

研究表明,婴儿和很多小型哺乳动物都含有棕色脂肪,棕色脂肪的颜色来自于高血流量和许多被称为“微型发电厂”的线粒体。

通过低温,棕色脂肪中的“发电厂”线粒体被打开,会将体内食物中的化学能转化为热能,储存白色脂肪,这有助于婴儿保持温暖,保障小型哺乳动物在寒冬生存。

2009年,研究人员发现,成年人中也有可应对低温的棕色脂肪。此外,成年人的白色脂肪中还散布着米色脂肪。米色脂肪不是白色或棕色脂肪当中的一种,而是介于两者之间。当需要的时候,米色脂肪会变成棕色,把更多的卡路里转化为热量;当不再需要的时候,它又会变成白色脂肪。

成年人体内有多少棕色和米色脂肪尚不清楚,但其数量在很大程度上取决于一个人的身体成分,瘦人比肥胖人倾向于拥有更多活跃的棕色和米色脂肪。

人有三种类型的脂肪细胞。棕色脂肪燃烧能量,但是成年后棕色脂肪含量并不多;白色脂肪储存能量;米色脂肪散布在白色脂肪中,活化的米色脂肪的行为类似于褐色脂肪,可以帮助我们保持苗条。

“科学家们想知道是否可以通过将脂肪转换来治疗肥胖症。”马萨诸塞州波士顿哈佛医学院的分子生物学家曾玉华表示。

曾玉华的团队已经在老鼠身上做了这个实验。该团队在8月26日的《科学转化医学》(Science Translational Medicine)上描述了这一过程。

人工分离

曾玉华团队的整形外科医生从病人的脖子上提取了可以变成脂肪的细胞。在实验室里,细胞组织会长成白色和棕色的脂肪。为了使白色脂肪像米色脂肪一样能够转化为棕色脂肪,研究人员使用了一种名为CRISPR-Cas9的技术。

CRISPR经常被用于基因搭建等研究.曾玉华团队利用这种技术将一个分子开关插入到白色脂肪细胞的DNA中。这个开关打开了一个叫做UCP1的基因,在棕色脂肪中,这种基因会导致线粒体产生热量。

插入的开关使UCP1基因产生的蛋白质增加了近20倍,多余的蛋白质将白色脂肪细胞变成了研究人员称之为HUMBLE细胞的“人工棕色细胞”。

为了避免小鼠的免疫细胞攻击外来的人类细胞,曾玉华团队破坏了小鼠的免疫系统,将HUMBLE细胞移植到小鼠体内。

研究人员在实验室创建的HUMBLE细胞中,UCP1基因具有活性(红色),但该基因通常仅在棕色脂肪细胞中有活性。细胞的线粒体转化为加热食物和储存的脂肪中的化学能。

第一组是正常体重的小鼠,在移植前两周和移植后四周都吃高脂肪的食物,第二组是已经很胖的小鼠。其中,每组小鼠分为三组,第一组接受的是HUMBLE细胞,第二组接受白色脂肪细胞,第三组接受棕色脂肪细胞,所有这些细胞都来自同一个人捐献者。

在研究结束时,研究人员称了每只小鼠的体重。肥胖的小鼠被植入HUMBLE或棕色的细胞后,体重增加了20%,植入白色细胞的肥胖小鼠体重要高出30%。另外三组正常小鼠的体重差异要小于肥胖小鼠。

颜色显示UCP1基因的活性水平(蓝色:低,红色:高)。分子开关增强了接受HUMBLE细胞或棕色脂肪细胞的小鼠中该基因的活性,该基因在接受白色脂肪细胞的小鼠中保持无效。

研究人员还测量了不同细胞吸收了多少血糖或葡萄糖。 “令我们惊讶的是,移植的HUMBLE细胞的小鼠吸收的葡萄糖最多。”曾玉华表示。

曾玉华很高兴看到这一点,这意味着HUMBLE细胞能够与现有的棕色脂肪细胞产生统一的效果。HUMBLE细胞释放出化学信号,让小鼠的组织吸收更多的血糖,这些变化使小鼠更健康。

“在另外一物种当中创造出像人类一样能够发出信号的细胞,这非常令人印象深刻。” 荷兰马斯特里赫特大学的生理学家Wouter van Marken Lichtenbelt表示。van Marken Lichtenbelt在2009年发现了成年人体内存在棕色脂肪。

这能对抗疾病吗?

曾玉华希望CRISPR技术的创新应用在未来能够治疗患有糖尿病的肥胖患者。通过这种技术,医生切可以除病人的脂肪细胞并编辑他们的DNA,让细胞在不引发免疫攻击的前提下送回病人体内。

曾玉华表示,“这几乎就像唤醒你自己的脂肪细胞来促进葡萄糖的新陈代谢。”曾玉华所说的葡萄糖代谢,指的是人体对血糖的摄取和使用,在糖尿病患者中,这种过程不再正常。

目前,研究人员还在进一步验证这种技术的副作用。“我们不知道成年人拥有和婴儿一样多的棕色脂肪是否安全。”van Marken Lichtenbelt表示。

伍斯特马萨诸塞大学医学院的分子生物学家Corvera现在正在对猴子进行实验,让肥胖的猴子以人类相似的速度患上糖尿病,如果该方法适用于猴子,那么接下来将在人类中进行测试。


bob
上一条bob:月球上也能打电话发短信?诺基亚将联合NASA建设月球4G网络 | 硬科技
下一条bob:战东京 | 8月8日:中国代表团以38金32银18铜共88枚奖牌收官