Cell:肥胖如何导致2型糖尿病、癌症?

  对于肥胖,胰岛素抵抗和2型糖尿病之间生物联系的新发现还可能有助肥胖与癌症之间的联系。近日,University of Texas at Dalla科学家在Cell上发表的研究论文中,UT Dallas博士Jung-whan (Jay) Kim与大学的同事发现,一种名为HIF-1α蛋白在肥胖小鼠胰岛素抵抗和2型糖尿病发展中起到关键作用。

  研究人员基因操作小鼠使得其脂肪细胞或脂肪细胞中缺乏HIF-1α蛋白,但小鼠体内其他类型细胞和组织依然能生成HIF-1α。当喂食高脂肪饮食时,虽然老鼠变得肥胖,但并没有获得胰岛素抵抗和糖尿病。

  肥胖者有更大的风险来获得胰岛素抵抗和糖尿病,我们仍然不知道确切机制,但现在我们知道,HIF-1α在由肥胖发展而来的这些疾病的发病机制中常活跃的。Kim说,有关HIF-1的研究结果是有显著意义的(HIF-1代表缺氧因子-1),可能有助胰岛素抵抗和糖尿病,甚至是癌症的治疗。

  人体细胞通常消耗氧气来产生能量。但是,如果在剧烈运动或在高海拔地区下,氧气水平降低,细胞进入一种称为缺氧状态或低氧气。氧气供应不足,细胞切换它们的代谢。代替能量生成,缺氧下细胞产生活性氧,活性氧可以或细胞。为了帮助减轻损害,缺氧细胞激活HIF-1α,从而关闭活性氧和“指导”炎性细胞迁移到缺氧区的信号的生成。

  生物体需要能够暂时适应缺氧应激,直到发生变化,所以当炎症细胞“看到”这样一种缺氧信号,她们来到缺氧部位做“正常工作”,即“吃掉”受损细胞,Kim说:但是,在肥胖中,脂肪细胞是处于缺氧的慢性状态。

  肥胖中,脂肪或脂肪组织有大量的慢性炎症,他说:这是一种防御机制,但由于肥胖仍然继续存在,炎症会变成慢性状态。HIF-1α对低氧适应非常重要,但它在肥胖下不断地的激活,Kim说:肥胖中,HIF-1是异常地和长期升高,并且是这种慢性炎症的主调节器。

  为了研究HIF-1α可能对胰岛素抵抗和糖尿病发展的作用,Kim和他的同事利用基因工程技术来彻底删除或“淘汰”肥胖小鼠脂肪组织的HIF-1α。一旦我们淘汰了HIF-1α,一切都变得更好,他说:脂肪细胞存活和小鼠保持肥胖,但我们在脂肪组织中看到了较少的炎症。这些小鼠能较好的回应胰岛素,这意味着胰岛素性得到改善,葡萄糖耐受性得到改善。

  Kim表示,几家制药公司正在开发HIF-1α剂,阻断蛋白质功能,可能有一天有新的药物来治疗肥胖者的2型糖尿病和胰岛素抵抗。但制药企业一直在调查治疗癌症的HIF-1α剂。肿瘤细胞生长非常快,但提供它们氧的血管生长速度不够快,所以肿瘤细胞变得缺氧,Kim解释:肿瘤细胞发展某种机制来在低氧下,这就是HIF-1α。

  如果你能肿瘤细胞HIF-1α,就可以细胞,这就是为什么制药公司有兴趣于HIF-1剂。Kim说研究的目的是更好地了解肥胖与癌症之间的联系,肥胖与癌症之间有明显的相关性,但目前尚不清楚为什么肥胖的人患某些癌症的几率更大。肿瘤组织缺氧,肥胖组织是低氧,HIF-1α在这两个疾病中是重要的,我们很积极地在研究乳腺癌细胞和脂肪细胞之间的相互作用。

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