劇烈運(yùn)動(dòng)后會(huì)產(chǎn)生一種“抗饑餓”分子
眾所周知,鍛煉身體好處多,可以幫助我們預(yù)防肥胖引發(fā)的大大小小的疾?。幌啾戎?,缺乏運(yùn)動(dòng)壞處多,會(huì)增加肥胖、代謝性疾病和全因死亡風(fēng)險(xiǎn)。因此,運(yùn)動(dòng)對(duì)代謝益處的關(guān)鍵在于避免肥胖。 雖然此前大規(guī)模多組學(xué)研究中,科學(xué)家們已經(jīng)繪制了受生理活動(dòng)調(diào)節(jié)的生物分子圖譜,但這些分子變化和生理結(jié)果之間的功能關(guān)系仍難以捉摸。 近日,發(fā)表在 《Nature》 上的一項(xiàng)新研究中,來(lái)自斯坦福大學(xué)和貝勒醫(yī)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)由高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的一種分子會(huì)進(jìn)入大腦以扼制食欲。該團(tuán)隊(duì)稱其為“抗饑餓”分子,該分子可能是啟動(dòng)代謝性疾病患者減肥過(guò)程的關(guān)鍵。這一發(fā)現(xiàn)為探索模擬該分子作用以治療肥胖的新藥開(kāi)辟了新的途徑。
這種名為Lac-Phe的“抗饑餓”分子是一種信號(hào)代謝物。它是人體內(nèi)天然存在的兩種化合物的混合物:乳酸和苯丙氨酸。當(dāng)你運(yùn)動(dòng)后大汗淋漓,感覺(jué)自己的胃都小了一圈兒,就是拜Lac-Phe所賜。這種作用不僅存在于人體,小鼠和賽馬在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后也會(huì)產(chǎn)生該分子。這意味著,Lac-Phe的影響可能滲透到整個(gè)動(dòng)物界。
研究通訊作者、斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)系助理教授Jonathan Long博士說(shuō):“我們都知道運(yùn)動(dòng)是有益的。它有利于控制體重和血糖。但我們想看看是否可以從分子和通路角度去剖析運(yùn)動(dòng)的這種作用?!?運(yùn)動(dòng)后,身體都發(fā)生了哪些分子變化?這是該團(tuán)隊(duì)最近開(kāi)始的研究課題。在研究過(guò)程中,他們轉(zhuǎn)向了代謝組學(xué)領(lǐng)域,該領(lǐng)域涉及各種與代謝變化有關(guān)的分子,特別是在運(yùn)動(dòng)期間。 多年來(lái),數(shù)千種代謝相關(guān)分子已被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),但可能還有更多種尚未被識(shí)別。 Long說(shuō):“它們確實(shí)存在,我們可以通過(guò)質(zhì)譜儀檢測(cè)到它們。” 為了以全局無(wú)偏的方式檢測(cè)運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的循環(huán)代謝物,研究人員讓小鼠在跑步機(jī)上跑到精疲力盡后對(duì)它們的血漿進(jìn)行了靶向和非靶向代謝組學(xué)研究。靶向代謝組學(xué)分析檢測(cè)到幾種代謝物的增加,包括乳酸、富馬酸和琥珀酸,這些代謝物此前被認(rèn)為是由身體活動(dòng)調(diào)節(jié)。接下來(lái),通過(guò)非靶向代謝組學(xué)發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)對(duì)代謝產(chǎn)物的誘導(dǎo)作用最為顯著,該代謝物的質(zhì)荷比(m/z)為236.0928。 進(jìn)一步研究顯示,運(yùn)動(dòng)刺激了這種名為 N-乳酰苯丙氨酸 (Lac-Phe)的分子產(chǎn)生,這是一種通過(guò)血液傳播的信號(hào)代謝物,可以抑制進(jìn)食和肥胖。 隨后,研究人員又對(duì)賽前和賽后采集的純種賽馬的血漿進(jìn)行了靶向和非靶向代謝組學(xué)研究,同樣是Lac-Phe分子被非靶向代謝組學(xué)檢測(cè)為運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的代謝物中變化最為顯著的。
事實(shí)上,Lac-Phe是整個(gè)數(shù)據(jù)集中最值得關(guān)注的三種分子之一。Long的同事、斯坦福大學(xué)遺傳學(xué)教授Michael Snyder團(tuán)隊(duì)最近剛剛破譯了該分子的化學(xué)式,闡明它是乳酸和苯丙氨酸的組合。 這樣看來(lái),Lac-Phe可以抑制小鼠的饑餓感,也可能包括賽馬和人類;但它是如何發(fā)揮作用的呢?乳酸是一種在運(yùn)動(dòng)之后使你產(chǎn)生灼熱感的分子,當(dāng)我們運(yùn)動(dòng)時(shí),乳酸分子會(huì)在體內(nèi)積累,在達(dá)到峰值時(shí),會(huì)觸發(fā)乳酸和苯丙氨酸的結(jié)合。 研究結(jié)果表明,乳酸和苯丙氨酸的結(jié)合是由一種名為 CNDP2 的蛋白質(zhì)催化的,該蛋白質(zhì)在在多種細(xì)胞類型中廣泛表達(dá),包括巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞,以及其他免疫細(xì)胞和上皮細(xì)胞。
這意味著,當(dāng)我們運(yùn)動(dòng)時(shí),許多不同類型的細(xì)胞都會(huì)感知到乳酸,然后CNDP2幫助生成Lac-Phe分子。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),缺乏CNDP2的小鼠在運(yùn)動(dòng)后無(wú)法產(chǎn)生Lac-Phe,這些小鼠比CNDP2活性正常的小鼠吃得更多,脂肪堆積也更多。 Long說(shuō):“我們估計(jì),Lac-Phe通路在運(yùn)動(dòng)的抗肥胖能力中起到了25%的作用。” 該團(tuán)隊(duì)在隨后的實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),當(dāng)給肥胖小鼠注射Lac-Phe后饑餓感降低,并減少了高熱量食物的攝入,而且,它們的食物量攝入被抑制了30%左右,這將直接導(dǎo)致體重減輕和脂肪減少,并提升了葡萄糖耐量的改善,從而有助于逆轉(zhuǎn)糖尿病病情。
所有這些證據(jù)表明Lac-Phe能進(jìn)入大腦以抑制食欲,進(jìn)而阻止肥胖并改善代謝健康。 不過(guò),Long提醒說(shuō),這一發(fā)現(xiàn)雖然令人興奮,但它只是一系列新研究的開(kāi)始。未來(lái)將進(jìn)一步深入探索lac-phe抑制饑餓信號(hào)的確切機(jī)制。這也意味著要關(guān)注大腦中的哪些受體是lac-Phe的靶點(diǎn)。因此,Lac-Phe相關(guān)藥物還不能馬上被搬上藥店貨架。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04828-5
來(lái)源: 中國(guó)生物技術(shù)網(wǎng) 2022-07-11
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關(guān)鍵詞:
苯丙氨酸,Long,代謝物,饑餓,分子,運(yùn)動(dòng),劇烈,產(chǎn)生,乳酸,小鼠,細(xì)胞,研究
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網(wǎng)址: 劇烈運(yùn)動(dòng)后會(huì)產(chǎn)生一種“抗饑餓”分子 http://www.u1s5d6.cn/newsview216779.html
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