《Nature Medicine》解釋脂肪細胞為何適應能力強

脂肪通常被人們視為肥胖的「罪魁禍首」。其實，脂肪細胞具有非凡的適應能力，能幫助我們應對營養過剩、禁食或寒冷，因此是維持代謝正常的重要細胞。儘管內質網也是維持細胞穩態的關鍵細胞器，但它在脂質代謝中的作用還不清楚。

人和哺乳動物體內的脂肪組織可分為白色脂肪組織和棕色脂肪組織。白色脂肪組織是能量倉庫，它的作用是將多餘的能量以脂肪的形式儲藏起來；棕色脂肪組織則是通過細胞內大量的線粒體將食物中的能量轉化成熱能。

近日，哈佛大學陳曾熙公共衛生學院的研究人員證實，棕色脂肪組織（BAT）的產熱功能需要蛋白酶體活性的適應性增加。同時，他們發現位於內質網的轉錄因子Nfe2l1（也稱為Nrf1）是這一過程的關鍵驅動力。這項成果發表在《Nature Medicine》上。

在這項研究中，Alexander Bartelt博士及其同事利用安捷倫Seahorse XF 技術來測定細胞代謝，表明寒冷適應誘導棕色脂肪組織中的Nrf1增加蛋白酶體活性，而這對維持內質網穩態和細胞完整性至關重要，特別是當細胞處於高產熱狀態時。

他們以小鼠為研究對象，在產熱條件下，棕色脂肪細胞特異性的Nrf1缺失導致內質網應激、組織炎症、線粒體功能明顯減弱以及棕色脂肪組織的白化。在遺傳和飲食肥胖的小鼠模型中，通過外源表達Nrf1或通過蛋白酶體活化劑PA28α處理來刺激蛋白酶體活性，會導致胰島素敏感性的改善。

研究人員認為，Nrf1作為一種新型的棕色脂肪細胞功能的守衛者，為適應感冒或肥胖增加了蛋白質代謝的質量控制。同時，Nrf1-蛋白酶體的機制在心臟中也存在，故他們推測，Nrf1也許在保護心臟功能上扮演重要角色，免受與心血管疾病相關的壓力。

下一步，Bartelt和他的團隊計劃利用細胞培養系統和特定的動物模型，在分子水平上揭示Nrf1-蛋白酶體機制的生物學功能和病理學意義。這或許為後期研究人員開發治療心血管疾病等多種人類疾病的療法提供新的線索和希望。

原文標題

A reassessment of DNA-immunoprecipitation-based genomic profiling

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