常言道,,“生命在于運(yùn)動,。”
因?yàn)檫\(yùn)動能把我們體內(nèi)的白色脂肪變成米色脂肪,,增加熱量消耗,,改善高脂飲食引起的代謝紊亂[1];運(yùn)動還能提高學(xué)習(xí)能力,,緩解阿爾茲海默病,,防癌抗癌,甚至延長壽命,。
現(xiàn)如今,,我們更期待的卻是“生命在于不動”。
雖然我們不想運(yùn)動,,但是運(yùn)動帶來的潛在好處,,我們卻一樣都不想落下。好在科學(xué)家一直在想辦法滿足人類這種不合理的需求。
就在上周,,哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Bruce Spiegelman教授團(tuán)隊(duì)長達(dá)6年的努力,,往滿足人類上述不合理需求的方向上,邁出了關(guān)鍵的一大步,。
他們找到了運(yùn)動作用于人體組織器官細(xì)胞的受體,,終于打通了運(yùn)動有益健康的信號通路。他們的這項(xiàng)重要研究成果刊登在頂級期刊《細(xì)胞》上[1],。
與Spiegelman教授團(tuán)隊(duì)研究領(lǐng)域相同的生物學(xué)家Maria Grano則表示,“如果我們能由此開發(fā)出一種藥物,,給那些不能進(jìn)行體育鍛煉的人用,,那就太棒了?!盵2]
奇點(diǎn)糕想說的是,,如果這能開發(fā)出那種藥物,我們不想運(yùn)動的人也想要,。
Bruce Spiegelman
要說清楚Spiegelman教授團(tuán)隊(duì)研究的重要性,,以及價(jià)值和意義,我們還得從不太遙遠(yuǎn)的1998年說起,。
那一年,,在哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院丹娜·法伯癌癥研究院已經(jīng)任職16年的Spiegelman教授當(dāng)時(shí)正在研究肥胖。他們團(tuán)隊(duì)在小鼠的棕色脂肪細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞中找到了一個(gè)叫做PGC-1α的分子,,這個(gè)分子參與了棕色脂肪產(chǎn)熱的調(diào)節(jié)[3],。
在隨后的10年中,Spiegelman團(tuán)隊(duì)研究做的不溫不火,,圍繞PGC-1α也做了不少工作,。其中,他們發(fā)現(xiàn)PGC-1α的表達(dá)受運(yùn)動調(diào)節(jié)[4],,增加肌肉中PGC-1α的表達(dá)能減少小鼠年齡增長帶來的肥胖和代謝紊亂[5],。這就在運(yùn)動和健康之間架起了橋梁。
不過,,推動我們認(rèn)知升級的重大事件出現(xiàn)在2009年。
當(dāng)年4月9日,,對全世界的胖子們而言,,是極具歷史意義的一天。
那天,,《新英格蘭醫(yī)學(xué)期刊》(NEJM)用3篇臨床研究論文[6-8],,顛覆了我們對成人體內(nèi)棕色脂肪的認(rèn)知。三個(gè)研究團(tuán)隊(duì)首次證實(shí),成人體內(nèi)不僅有負(fù)責(zé)消耗能量產(chǎn)熱的棕色脂肪,,而且這種棕色脂肪在成人體內(nèi)也有正常的生理功能,。
這三篇研究論文,讓全世界研究肥胖的科學(xué)家意識到,,調(diào)動人體的棕色脂肪有可能由于代謝類疾病的治療,,對于肥胖和二型糖尿病而言意義不可謂不重大。
PET CT下的棕色脂肪
Spiegelman團(tuán)隊(duì)加快了研究的步伐,。之前近30年的研究積累,,也讓他們近水樓臺先得月。
在2012年,,Spiegelman團(tuán)隊(duì)宣布,,運(yùn)動誘導(dǎo)產(chǎn)生的PGC-1α,會刺激細(xì)胞產(chǎn)生一種叫做鳶尾素(irisin)的激素,,鳶尾素作用于皮下脂肪,,促進(jìn)白色脂肪轉(zhuǎn)化成米色脂肪[9],。
這個(gè)研究打開了研究運(yùn)動與健康之間關(guān)系的大門,。
很快,在隨后的研究中,,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)除了讓脂肪米色化外,,鳶尾素還被發(fā)現(xiàn)有保護(hù)神經(jīng)[10]、增加皮質(zhì)骨量[11],、減少骨丟失[12]等作用,。
不過在什么樣的運(yùn)動能產(chǎn)生鳶尾素上,可以說是眾說紛紜,,有支持耐力運(yùn)動的,,有說抗阻運(yùn)動才行的,還有說耐力運(yùn)動和抗阻運(yùn)動都能產(chǎn)生鳶尾素的[13],。
但要說產(chǎn)生鳶尾素最有效的運(yùn)動,,恐怕還是寒戰(zhàn)了,畢竟鳶尾素的這條信號通路,,本來是讓人冷的發(fā)抖的時(shí)候,,增加棕色脂肪的產(chǎn)熱,保持體溫[14],。在寒冷誘導(dǎo)脂肪米色化的過程中,,除了交感神經(jīng),還有鳶尾素的作用,!
既然鳶尾素的作用這么多,是不是打點(diǎn)鳶尾素就能當(dāng)鍛煉了?
遺憾的是,,這個(gè)想法非常天真,,因?yàn)轼S尾素在血液中的的半衰期還不到1小時(shí)。
Spiegelman的團(tuán)隊(duì)明白,,找到了鳶尾素,,還不是終點(diǎn),他們需要在細(xì)胞的表面找到鳶尾素的受體,。一旦找到了這個(gè)受體,,他們就可以靶向這個(gè)受體開發(fā)藥物。
其實(shí)早在2012年發(fā)現(xiàn)鳶尾素時(shí),,Spiegelman就注意到,,鳶尾素在不同的哺乳動物中高度保守,小鼠和人類的鳶尾素100%完全相同,。作為對比,,胰島素、胰高血糖素和瘦素,,在小鼠和人類間的一致性分別只有85%,、90%和83%。
這樣的高度一致性,,一方面反映了鳶尾素高度保守的重要功能,,另一方面也讓Spiegelman猜測,它的作用很可能是通過一種細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的,。事實(shí)確實(shí)如Spiegelman所想,。
這次試驗(yàn)中,,研究人員選用了骨細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)對象,。研究人員使用帶標(biāo)簽的鳶尾素“釣”出了骨細(xì)胞中能和鳶尾素結(jié)合的蛋白,然后通過質(zhì)譜等分析手段,,確定了鳶尾素的受體——整合素αV/β5,。
隨后使用整合素抑制劑阻斷鳶尾素作用的試驗(yàn)也證實(shí)了整合素αV/β5就是鳶尾素的受體。而在脂肪細(xì)胞上,,整合素抑制劑同樣能阻止鳶尾素促進(jìn)脂肪米色化的作用,,鳶尾素促進(jìn)脂肪細(xì)胞米色化的作用也是通過整合素實(shí)現(xiàn)的!
找到了鳶尾素的受體,,Spiegelman計(jì)劃在下一步優(yōu)化出不同版本的鳶尾素及其抗體:“這樣我們就可以通過蛋白質(zhì)療法在體內(nèi)操縱其效果,。我們將研究其對骨骼、脂肪和神經(jīng)系統(tǒng)的影響,?!?/p>