生物钟在脂肪细胞生长中起着关键作用

威尔康奈尔医学院的两项研究表明，保持身体和细胞遵循24小时昼夜循环的生物钟被打乱，是体重增加的关键因素。

6月27日发表的一项研究细胞的报道揭示了长期服用糖皮质激素应激激素并扰乱正常的日常释放周期所引起的压力在小鼠体内触发了一种临时的保护机制。这一机制促进了脂肪细胞的生长和胰岛素的产生，同时降低了过多的血糖和胰岛素脂肪水平在血液和肝脏中

第二项研究发表在8月8日的《美国国家科学院院刊，表明脂肪细胞前体在小鼠休息期间会转化为脂肪细胞。研究表明，压力和其他打乱身体“时钟”节奏的因素可能会导致体重增加，并提出了新的肥胖治疗方法。

两项研究的资深作者玛丽·特鲁埃尔(Mary Teruel)博士解释说:“当我们脱离了昼夜节律时，很多力量都在不利于健康的新陈代谢。”她是生物化学副教授，也是威尔康奈尔医学院盖尔和艾拉·德鲁基尔儿童健康研究所的成员。“我们了解得越多，我们就越有可能做些什么。”

在第一项研究中，特鲁埃尔博士和同事们模拟了库欣氏病或慢性压力等疾病对糖皮质激素(一种与压力相关的激素)日常波动的破坏性影响。为此，他们在小鼠皮下植入以恒定速度释放糖皮质激素的小球21天，并将其与每日波动正常的正常小鼠进行比较。在21天内，注射了糖皮质激素颗粒的老鼠体内棕色和白色脂肪的数量翻了一番，而且它们体内的胰岛素水平飙升，尽管这些老鼠仍然吃着与正常老鼠相同的健康饮食。

“如果你在错误的时间给动物施加压力，会产生戏剧性的效果，”特鲁埃尔博士说。“老鼠不是饮食不同，而是新陈代谢发生了巨大变化体重增加．"

令人惊讶的是，这些代谢紊乱似乎具有“保护作用”，使血糖水平保持在较低水平，防止脂肪在血液或肝脏中积累。当他们取出小球后，代谢变化迅速逆转。

“这表明动物可以应对长期的压力有一段时间，”她说。

在第二项研究中，特鲁埃尔博士和她的同事附上了一份红色荧光蛋白到控制重要生物钟基因表达的蛋白质和一种黄色荧光蛋白到过氧化物酶体增殖物激活受体γ (PPARG)，一种调节脂肪细胞产生的蛋白质。他们使用这两种荧光标记物来监测小鼠脂肪细胞前体中PPARG和昼夜节律基因表达的每日波动。在一天的休息时间，他们发现一种名为CCAAT增强子结合蛋白α (cepa)的昼夜节律蛋白会导致PPARG的快速产生。一旦PPARG水平达到一定的阈值，前体细胞就会变成脂肪细胞，这个过程需要几天的时间才能完成。

“变成脂肪细胞的决定在四个小时内迅速发生。这就像一个开关，”她说。“它只发生在一天中的特定时间。”

特鲁埃尔博士和她的同事们正在努力了解为什么扰乱糖皮质激素的日常节律会引发暂时性的保护性代谢变化。他们还想了解长期的压力或高脂肪饮食是否会使这些变化永久存在。这些研究的结果可以帮助确定用糖皮质激素药物治疗哮喘等疾病的安全时间。

这项研究还可能导致有助于重置的药物的开发昼夜节律在肥胖人群中作为一种更有侵入性的治疗方法，如减肥手术。另一种可能是针对脂肪细胞前体转化为脂肪细胞的4小时窗口期的治疗，以防止多余的脂肪堆积。

特鲁埃尔博士和她的同事们还认为，学习如何同步人体细胞和掌握生物钟将是至关重要的。

“我们身体中的每个细胞都有一个固有的细胞时钟，就像脂肪一样细胞我们的大脑中有一个主时钟，它控制着激素分泌,”她说。“我们正试图了解它们是如何协同工作的，以及我们如何协调它们。”

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