自1975年以来,全球肥胖率几乎增长了两倍。现在,明尼苏达大学医学院的一项新研究在啮齿动物身上发现了与肥胖有关的分子的关键突变,这可能有助于开发新的抗肥胖疗法。
该研究的第一作者、密歇根大学医学院综合生物学和生理学副教授亚历山德罗·巴托鲁姆奇博士和他的团队,包括第一作者巴瓦尼·萨胡博士和密歇根大学医学院的Yuk Sham博士,发现肽和受体的关键突变对这些生物活动至关重要,已知肽和受体与啮齿动物的肥胖、糖尿病和过度紧张有关。发表在《细胞报告》(Cell Reports)上的这一发现,为人类疾病提供了一种新的可能的治疗方法。
此前的研究发现,小鼠体内的一种神经肽(名为TLQP-21)激活一种受体(名为C3aR1),诱导脂肪分解,使身体产生能量。巴托鲁姆奇和他的团队开始在人类的环境中工作,发现人类肽在诱导这种生物活性方面不是很活跃,但是在人类和老鼠的肥胖中,这种生物途径是保守的。他们继续测试带有人类受体的啮齿动物肽,并能看到生物学效应,但发现它没有带有啮齿动物受体的啮齿动物肽那么强。
后对肽/受体交互建模和分析不同物种的进化历史发展随着时间的推移,他们发现在多肽和氨基酸受体的结合是独一无二的物种之间的分析和解释了增强药理作用在啮齿动物和人类细胞。这种结合常见于一种叫做鼠科的啮齿动物亚群,包括老鼠、大鼠和其他在生物医学研究中常用的小型啮齿动物。
巴托鲁姆奇说:“我们很容易推测,这一系列突变是在进化过程中选择的,有利于小型哺乳动物的能量生产,比如一些啮齿类动物。”
为了证明这一点,研究小组模拟了进化数百万年才实现的过程,并在体外系统中创造了一种混合的“动物化”受体。该杂交受体具有人类序列的所有氨基酸,但通过用啮齿动物序列替换人类序列的5个氨基酸而发生突变。结果表明,小鼠肽(在较小的程度上,人类肽)在“鼠化”的人类受体上比在天然的人类受体上更强,这表明啮齿动物序列的突变在啮齿动物体内这种脂质分解机制的进化过程中是至关重要的。
啮齿动物肽现在可能成为一个有趣的药理靶点,开发针对人类受体的药物。巴托鲁姆奇说:“这可能是开发基于TLQP-21啮齿类动物序列的药物的起点,其想法是,在激活C3aR1受体和诱导抗肥胖效果方面,TLQP-21将比内源性人类肽更有效和选择性。”