《科学》子刊:用CRISPR改造脂肪,以脂“攻”脂!这是什么科幻的减肥方法?

药明康德

医学话题下的优秀回答者

朋友们,还在为减肥而烦恼吗?无论是节食还是健身,要成功减肥并且保持战果,试过都知道,不是容易的事

近日,在《科学》旗下的《科学转化医学》杂志上,哈佛大学乔斯林糖尿病中心(Joslin Diabetes Center)的科学家带来了一种新的减肥方法。研究人员尝试利用基于CRISPR的基因编辑技术改造脂肪,把储存油脂的脂肪细胞转变为“燃脂利器”

在小鼠身上开展的实验显示,改造成功的脂肪细胞可以阻止高脂肪饮食带来的体重增加,并且可以避免肥胖相关的代谢疾病

那么,脂肪细胞的改造前后到底发生了什么?

在我们体内,有两类脂肪细胞。一类是白色脂肪细胞,它们是主要的脂肪储存场所,也是肚子上遮住漂亮马甲线、腹肌块的元凶。另一类是褐色脂肪细胞,细胞质中同样含有大量脂滴,但与白色脂肪细胞不同的是,脂滴周围还有大量的线粒体——这也是褐色脂肪呈褐色的原因。线粒体是细胞的能量工厂,因此富含线粒体的褐色脂肪以燃烧能量为主,在婴幼儿和冬眠的动物身上,起到了重要的保温作用。然而,随着年轻增长,我们体内的褐色脂肪越来越少。当过多的能量无法被燃烧而储存到白色脂肪中时,人就会变胖。

▲如何让脂肪细胞内储存的油脂加速燃烧?(图片来源:Pixabay)

理论上来说,如果能将白色脂肪转变成褐色脂肪,就能增加能量的燃烧,达到光吃不胖的美好目的。

在这项研究中,Yu-Hua Tseng教授带领的团队实现了这种设想。他们利用基因编辑技术,靶向了一个编码UCP1蛋白的基因。这种蛋白特异地表达在褐色脂肪组织中。研究人员利用基于CRISPR-Cas9的一种改良版基因编辑技术(CRISPR-SAM系统),在白色脂肪细胞中激活UCP1基因。而UCP1被激活以后,又促进了线粒体的生成。

通过这种方法产生的细胞,被研究人员称为HUMBLE细胞,各项生化指标显示,HUMBLE细胞和褐色脂肪细胞极为相似

▲改造人类白色脂肪细胞的技术路线(图片来源:参考资料[1])

▲比较线粒体的数量以及产热等指标,改造后的HUMBLE细胞更接近褐色脂肪细胞(图片来源:参考资料[1])

随后,研究人人员将HUMBLE细胞移植到小鼠体内。作为对照,他们向另一些小鼠注射了等量的白色脂肪细胞或褐色脂肪细胞。这些小鼠的免疫系统经过改造,不会排斥移植的细胞。

在连续数周的高脂饮食喂养后,注射白色脂肪细胞的小鼠很快体重飙升。相比之下,移植HUMBLE细胞或褐色脂肪细胞的小鼠,增加的体重要少得多,而且葡萄糖耐受和胰岛素敏感度方面的指标也要比白色脂肪细胞组有30%-35%的改善。这种良好状况甚至能保持到移植12周以后。

研究人员总结说,经过基因改造的脂肪细胞更有效地改变了小鼠的能量代谢,避免能量积累造成发胖。

▲改造脂肪,以脂攻脂(图片来源:123RF)

尽管这种改造并移植脂肪细胞的方法目前为止只在小鼠身上进行了概念验证,但研究人员期待,这项技术可以适用于那些饱受肥胖症和代谢紊乱折磨的人群,为仅靠饮食和运动无法减肥的人带来新的治疗选择

也许不久的将来,我们可以从身上取下一小块白色脂肪,然后通过基因编辑技术改造,再注射回自己的体内。鉴于需要减肥的人身上有厚厚的白色脂肪组织,取一小块根本不算什么,一小块不够还能取一大块……而且,由于是自己身体的细胞,还能避免免疫排斥反应,可谓一举两得。

采用细胞疗法或基因疗法来治疗肥胖或2型糖尿病,过去说起来就像科幻小说。” Tseng教授说,“现在,CRISPR基因编辑技术等科学的进步,将帮助我们为肥胖和糖尿病患者改善代谢、减轻体重并提高生活质量和整体健康。”

希望新的方法早日成为现实。

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