肥胖已成为一种世界性流行病,大大增加了 2 型糖尿病、非酒精性脂肪性肝炎和其他心脏代谢异常的发病率。在肥胖的发展过程中,白色脂肪组织(WAT)长期扩张,并发生以激素不敏感、炎症、纤维化和细胞凋亡为特征的新陈代谢变化。线粒体在健康脂肪细胞中发挥着重要的代谢作用,肥胖者的脂肪细胞中线粒体含量比瘦弱者少。此外,肥胖者肌肉中的线粒体也支离破碎,因此其线粒体功能会受损,然而,线粒体损伤的驱动因素及其如何导致肥胖症及其多种并发症仍是未知数。

  近段时间,来自美国加利福尼亚州圣迭戈市加利福尼亚大学圣迭戈分校医学系Wenmin Xia教授及团队报告了肥胖小鼠脂肪细胞中 RalA 基因和蛋白表达及活性的增加,在白色脂肪细胞(而非棕色脂肪细胞)中靶向缺失 Rala 可减轻高频分解诱导的肥胖,旨在揭示肥胖症患者体内 RalA 的持续升高会导致白色脂肪细胞线粒体功能障碍,并对全身代谢产生深远影响。

  结果显示,啮齿动物摄入高氟日粮后,白色脂肪细胞中的 RalA 会被诱导和激活,而 RalA 的负调控因子 RalGAP 则会被下调。在肥胖症患者的脂肪组织中,RalGEF RGL2 的表达与体重指数呈正相关。在白色脂肪细胞中靶向删除 RalA 可防止肥胖依赖的线粒体破碎,并通过增加能量消耗产生对高密度脂蛋白诱导的体重增加有抵抗力的小鼠。体外研究显示,RalA 通过逆转线粒体裂变蛋白 Drp1 的抑制性磷酸化,增加裂变,从而抑制脂肪细胞中线粒体的氧化功能。

  通过对 Ralgapb 的脂肪细胞特异性 KO 来构成性激活 RalA 会导致白色脂肪细胞显著增大和脂肪组织质量增加,即使在控制饮食的情况下也是如此。alaAKO 小鼠在高密度脂蛋白胆固醇饮食中的肝功能显著改善,肝脏脂质和葡萄糖生成减少。通过蛋白质组分析比较棕色脂肪细胞和白色脂肪细胞的线粒体发现,与 WAT60 相比,参与脂肪酸代谢、OXPHOS 和三羧酸循环相关途径的蛋白质在 BAT 中表达量较高。

  总之,该团队的发现为研究 RalA-Drp1 轴如何调节能量平衡开辟了一条新的思路。


相关文章

中国科学家首次捕获全新长寿基因!

线粒体与衰老息息相关,近年来,通过优化线粒体功能“延年益寿”的研究十分热门。然而,浙江大学联合中国科学院分子植物科学卓越创新中心的科研团队却另辟蹊径,他们在昆虫核基因组中发现了与线粒体协同演化的基因,......

南京中医药大学合作最新Nature

线粒体通过氧化磷酸化在ATP能量产生中起关键作用,氧化磷酸化通过一系列呼吸复合物在细胞膜内发生。尽管进行了广泛的体外结构研究,但在生理状态下确定其分子机制的原子细节仍然是一个主要挑战,主要是因为纯化过......

研究揭示线粒体DNA质量控制的新机制

广州医科大学基础医学院教授冯杜团队研究揭示了线粒体DNA(mtDNA)质量控制的新机制,报道了线粒体转录因子A(TFAM)作为自噬受体介导胞质中mtDNA的清除,进而限制炎症反应。相关成果5月23日在......

广州健康院发现线粒体基因编码第14个蛋白质的“线粒体约定”新模式

5月3日,中国科学院广州生物医药与健康研究院刘兴国课题组在《细胞-代谢》(CellMetabolism)上发表了题为AnovelproteinCYTB-187AAencodedbythemitocho......

科学家首次发现线粒体基因编码第14个蛋白质

中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员刘兴国团队与合作者,首次发现线粒体可使用细胞质标准密码翻译第14个功能蛋白,打破了传统观点认为的线粒体基因只翻译13个蛋白的定律。相关研究近日发表于《细胞-代谢......

利用LCMS/MS等方法发现线粒体基因组编码蛋白质的新模式

图线粒体编码基因CYTB的双重翻译模式在国家自然科学基金项目(批准号:92254301、92357302、32025010)等资助下,中国科学院广州生物医药与健康研究院刘兴国研究员团队在线粒体基因组编......

南大科学家发现“返老还童”因子

南京大学生命科学学院教授张辰宇、陈熹、王延博,医学院教授方雷等人通过研究揭示了一项重大发现:年轻血液中的小细胞外囊泡(sEVs)具有显著延长寿命、恢复整体生理功能以及逆转与年龄相关的退化变化的能力。4......

NatureCancer:线粒体DNA突变增强免疫检查点疗法的癌症治疗效果

几十年来,我们已经知道超过50%的癌症存在体细胞的线粒体DNA(mtDNA)突变。而生殖细胞中的线粒体DNA突变是人类遗传性代谢疾病最常见的原因,其影响已经得到证实。然而,线粒体DNA突变在癌症中的生......

遗传发育所玉米籽粒发育机制研究获进展

RNA编辑广泛存在于植物的线粒体和叶绿体中。RNA编辑作为一种RNA转录后加工机制,对于调控基因表达具有重要意义。RNAC-U的编辑是胞嘧啶(C)经过脱氨转变为尿嘧啶(U)的过程。在此过程中,PPR(......

研究揭示肿瘤浸润CD8+T细胞代谢适应的新机制

肿瘤微环境中T细胞效应功能的丧失是免疫治疗失败的主要原因之一。代谢适应对T细胞功能和命运具有重要的调控作用。线粒体能量代谢受到多种线粒体行为的影响,包括线粒体融合和线粒体-内质网耦连,而目前人们对肿瘤......