科学者たちは、褐色脂肪内に隠されたエネルギー燃焼システムを活性化するマウスの分子「スイッチ」を発見した。この発見は、最終的に研究者が骨疾患の新しい治療法を開発するのに役立つ可能性がある。
調査結果は、 自然褐色脂肪がどのように機能するかについての新たな洞察を提供します。エネルギーを蓄える白色脂肪とは異なり、褐色脂肪はカロリーを燃焼して熱を生成します。科学者たちは長い間、この熱生成は単一の生物学的経路に依存していると信じてきました。しかし、近年、研究者らは元の経路と並行して機能する2番目の経路を特定しましたが、何がそれを活性化するのかは不明でした。
ロザリンドがん研究所のローレンス・カザック氏とマギル大学のモーリス・グッドマン氏率いるチームは、無駄なクレアチンサイクルとして知られるこの代替システムの分子トリガーを特定した。
科学者は褐色脂肪細胞を「スイッチで」検出
体が低温にさらされると、蓄えられた脂肪が分解されて熱が発生します。このプロセスにより、脂肪代謝中に生成される分子であるグリセロールが放出されます。マギル社の構造生物学者で、DNA損傷と修復における高分子機械のカナダ委員長であるアルバ・ゲルナ氏と協力して、研究者らは、グリセロールがグリセロールポケットと呼ばれる領域でTNAPと呼ばれる酵素に結合することを発見した。この相互作用により、代替熱生成経路が活性化されます。
「古典的なシステムとは独立して、代替熱生成経路がどのように活性化されるかを我々が特定したのはこれが初めてです」と、生化学部門およびカナダ脂肪細胞生物学研究部門の准教授であるカザック氏は述べた。 「これは、複数のエネルギー燃焼システムがどのように連携して体温を適切な温度に保つのかを理解するための扉を開きます。」
この発見により骨疾患研究が前進する可能性がある
褐色脂肪は、代謝と肥満の研究における役割の可能性により注目を集めています。新しい発見は最終的にこれらの分野に貢献する可能性があるが、TNAPは骨形成においてすでに確立された役割を持っているため、最も直接的な重要性は骨の健康に関わる可能性があると研究者らは述べている。
酵素 TNAP は、強い骨を構築し維持するプロセスである石灰化に不可欠です。 TNAP 活性を低下させる変異は、「軟骨」とも呼ばれるまれな疾患である低ホスファターゼ症を引き起こす可能性があります。この状態は、骨折、慢性的な痛み、骨格障害を引き起こす可能性があります。特定の遺伝的変異により、ケベック州やマニトバ州を含むカナダの一部でこの障害がより一般的になっています。
研究者らは、室内実験でTNAP変異を研究することにより、エネルギーを燃焼する脂肪細胞に関与する同じ分子スイッチが、骨の石灰化と硬化を担う細胞に直接影響を与えていることを発見した。
この研究は、サンフォード・バーナム・パービス・メディカル・ディスカバリー研究所のマギル氏、共著者マーク・マッキー氏、共著者ホセ・ルイス・ミラン氏による以前の研究に基づいている。彼らのこれまでの取り組みは、TNAP 酵素に欠陥がある低ホスファターゼ症患者向けに特別に設計された、この種では初めての酵素補充療法の開発に役立ちました。
「この発見は新しいタイプの治療への扉を開きます。天然または合成生理活性化合物によってグリセロールポケットを介してTNAP酵素の活性を高めることで、患者における酵素の有益な作用を増加させ、不良な骨石灰化を健康なレベルに回復させるのに役立つ可能性があります」とカナダの歯学部および口腔健康科学部のマッキー教授は述べた。バイオミネラリゼーションにおいて。
研究者らはすでに、将来の研究に向けて数十の薬剤候補を特定している。
研究について
Muhammad Faiz Hussain、Lawrence Kazak らによる研究「熱産生と石灰化におけるグリセロール駆動の TNAP 活性化」は、 自然。
このプロジェクトには、ロンドンのクイーンメアリー大学、ノースイースタン大学、サンフォード・バーナム・パービス医学発見研究所、およびメイン健康研究所の科学者との共同研究が含まれていました。資金は、カナダ保健研究研究所、カナダ自然科学工学研究評議会、ケベック財団サンテ財団から提供されました。
