一種促進肥胖的基因變異體能夠?qū)е履承┤说捏w重增加,或許現(xiàn)在研究人員終于能夠?qū)Υ俗鞒鼋忉屃恕Q芯咳藛T利用最先進的DNA編輯工具發(fā)現(xiàn)了一種有助于控制人體新陳代謝的基因開關(guān),這種開關(guān)控制著普通脂肪細胞是消耗能量還是存儲為脂肪。該發(fā)現(xiàn)有著誘人的前景——有朝一日醫(yī)生們可以利用基因療法來去掉肥胖癥患者身上的脂肪。
基因連同熱量以及運動一起,影響著一個人的體重趨勢——增加體重或保持體重,其中跟肥胖癥關(guān)系最為密切的一種基因被稱為FTO。擁有某種類型FTO基因的人平均體重會多出幾公斤,而且罹患肥胖癥的幾率要大得多。盡管對這種基因有多年的研究,但是沒有人清楚該基因在細胞中到底起著什么作用以及它到底是如何影響體重的。有些證據(jù)顯示,F(xiàn)TO可以控制其他基因,但是尚不清楚影響的是哪些基因。有些研究人員曾經(jīng)審視了FTO在各種組織中的活性,但并沒有發(fā)現(xiàn)任何明確的信息。
梅麗娜·克勞斯尼策(Melina Claussnitzer)和馬諾利斯·克里斯(Manolis Kellis)及其哈佛大學、麻省理工學院和劍橋布羅德研究所的同事,開始利用人類表觀基因組計劃中的數(shù)據(jù)來進行研究。人類表觀基因組計劃是一項耗時長達8年的計劃,該計劃為影響基因功能的DNA做了化學標記,研究人員利用這些表觀遺傳標記來判斷FTO是開啟還是關(guān)閉了127個類型的細胞。FTO好像在一種脂肪細胞的發(fā)育中表現(xiàn)活躍,這種細胞叫做脂肪前體細胞。
根據(jù)這個線索,研究人員檢查了歐洲健康受試者的8個基因的活性,他們認為這8個基因會跟脂肪前體細胞中的FTO發(fā)生相互關(guān)系。大約有半數(shù)受試者擁有跟患有肥胖癥有關(guān)的FTO類型,跟沒有這類FTO的受試者相比,一對分別被稱為IRX3和IRX5的基因在他們的細胞中表現(xiàn)得更加活躍。不久前,研究人員在《新英格蘭醫(yī)學雜志》上報道說:反過來,該基因?qū)孟褚矝Q定了前體細胞能夠形成哪一類脂肪細胞。
IRX3和IRX5活性提高能夠促進細胞發(fā)育成為白色脂肪細胞,這種脂肪細胞能夠?qū)⒛芰看鎯橹尽H暨@對基因活性較低,就會使細胞發(fā)育成棕色脂肪細胞,這種脂肪細胞能夠利用能量來產(chǎn)生熱量。有關(guān)棕色脂肪,最為著名的是在寒冷的環(huán)境中能夠為動物保暖。很明顯,能夠促進體重增長的那種FTO不能關(guān)閉IRX3和IRX5,使前體細胞更有可能形成白色脂肪,而不會形成棕色脂肪。
利用越來越流行的被稱為CRISPR-Cas9的基因編輯法,研究人員將促進肥胖的FTO變異體轉(zhuǎn)變?yōu)橹厩绑w細胞中更加普通的基因類型,這些脂肪前體細胞均來自捐贈者。這樣一來,研究人員進一步證實了他們所發(fā)現(xiàn)的情況:經(jīng)過處理后的細胞含有較低的IRX3和IRX5水平,表現(xiàn)出棕色脂肪細胞的特性,并且顯著增強了能量消耗的機制。
加州大學舊金山舊金山分校研究肥胖分子生物學的興戈·卡吉穆拉(Shingo Kajimura)說:“理解FTO在脂肪細胞中起什么作用具有重大的臨床意義,這項研究工作是令人信服的。”
克里斯預(yù)測道:未來的醫(yī)生將能夠輕輕觸動FTO開關(guān),就可以幫助肥胖的人們除掉多余的脂肪了。克里斯稱:“我們現(xiàn)在擁有電路,也可以轉(zhuǎn)動存儲能量或消耗能量的旋鈕?!?/p>
卡吉穆拉同意上述觀點,他說:有朝一日,是有可能做到這些的。但是,卡吉穆拉還警告說:盡管棕色脂肪在人類肥胖癥中起著重要的作用,但是不管是在試驗動物中還是在人類中,都還不清楚的一點是——增加棕色脂肪含量是否能夠?qū)е麦w重降低呢?