一種促進(jìn)肥胖的基因變異體能夠?qū)е履承┤说捏w重增加,或許現(xiàn)在研究人員終于能夠?qū)Υ俗鞒鼋忉屃?。研究人員利用最先進(jìn)的DNA編輯工具發(fā)現(xiàn)了一種有助于控制人體新陳代謝的基因開關(guān),這種開關(guān)控制著普通脂肪細(xì)胞是消耗能量還是存儲為脂肪。該發(fā)現(xiàn)有著誘人的前景——有朝一日醫(yī)生們可以利用基因療法來去掉肥胖癥患者身上的脂肪。
基因連同熱量以及運(yùn)動(dòng)一起,影響著一個(gè)人的體重趨勢——增加體重或保持體重,其中跟肥胖癥關(guān)系最為密切的一種基因被稱為FTO。擁有某種類型FTO基因的人平均體重會多出幾公斤,而且罹患肥胖癥的幾率要大得多。盡管對這種基因有多年的研究,但是沒有人清楚該基因在細(xì)胞中到底起著什么作用以及它到底是如何影響體重的。有些證據(jù)顯示,F(xiàn)TO可以控制其他基因,但是尚不清楚影響的是哪些基因。有些研究人員曾經(jīng)審視了FTO在各種組織中的活性,但并沒有發(fā)現(xiàn)任何明確的信息。
梅麗娜·克勞斯尼策(Melina Claussnitzer)和馬諾利斯·克里斯(Manolis Kellis)及其哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院和劍橋布羅德研究所的同事,開始利用人類表觀基因組計(jì)劃中的數(shù)據(jù)來進(jìn)行研究。人類表觀基因組計(jì)劃是一項(xiàng)耗時(shí)長達(dá)8年的計(jì)劃,該計(jì)劃為影響基因功能的DNA做了化學(xué)標(biāo)記,研究人員利用這些表觀遺傳標(biāo)記來判斷FTO是開啟還是關(guān)閉了127個(gè)類型的細(xì)胞。FTO好像在一種脂肪細(xì)胞的發(fā)育中表現(xiàn)活躍,這種細(xì)胞叫做脂肪前體細(xì)胞。
根據(jù)這個(gè)線索,研究人員檢查了歐洲健康受試者的8個(gè)基因的活性,他們認(rèn)為這8個(gè)基因會跟脂肪前體細(xì)胞中的FTO發(fā)生相互關(guān)系。大約有半數(shù)受試者擁有跟患有肥胖癥有關(guān)的FTO類型,跟沒有這類FTO的受試者相比,一對分別被稱為IRX3和IRX5的基因在他們的細(xì)胞中表現(xiàn)得更加活躍。不久前,研究人員在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上報(bào)道說:反過來,該基因?qū)孟褚矝Q定了前體細(xì)胞能夠形成哪一類脂肪細(xì)胞。
IRX3和IRX5活性提高能夠促進(jìn)細(xì)胞發(fā)育成為白色脂肪細(xì)胞,這種脂肪細(xì)胞能夠?qū)⒛芰看鎯橹?。若這對基因活性較低,就會使細(xì)胞發(fā)育成棕色脂肪細(xì)胞,這種脂肪細(xì)胞能夠利用能量來產(chǎn)生熱量。有關(guān)棕色脂肪,最為著名的是在寒冷的環(huán)境中能夠?yàn)閯?dòng)物保暖。很明顯,能夠促進(jìn)體重增長的那種FTO不能關(guān)閉IRX3和IRX5,使前體細(xì)胞更有可能形成白色脂肪,而不會形成棕色脂肪。
利用越來越流行的被稱為CRISPR-Cas9的基因編輯法,研究人員將促進(jìn)肥胖的FTO變異體轉(zhuǎn)變?yōu)橹厩绑w細(xì)胞中更加普通的基因類型,這些脂肪前體細(xì)胞均來自捐贈(zèng)者。這樣一來,研究人員進(jìn)一步證實(shí)了他們所發(fā)現(xiàn)的情況:經(jīng)過處理后的細(xì)胞含有較低的IRX3和IRX5水平,表現(xiàn)出棕色脂肪細(xì)胞的特性,并且顯著增強(qiáng)了能量消耗的機(jī)制。
加州大學(xué)舊金山舊金山分校研究肥胖分子生物學(xué)的興戈·卡吉穆拉(Shingo Kajimura)說:“理解FTO在脂肪細(xì)胞中起什么作用具有重大的臨床意義,這項(xiàng)研究工作是令人信服的?!?/p>
克里斯預(yù)測道:未來的醫(yī)生將能夠輕輕觸動(dòng)FTO開關(guān),就可以幫助肥胖的人們除掉多余的脂肪了??死锼狗Q:“我們現(xiàn)在擁有電路,也可以轉(zhuǎn)動(dòng)存儲能量或消耗能量的旋鈕?!?/p>
卡吉穆拉同意上述觀點(diǎn),他說:有朝一日,是有可能做到這些的。但是,卡吉穆拉還警告說:盡管棕色脂肪在人類肥胖癥中起著重要的作用,但是不管是在試驗(yàn)動(dòng)物中還是在人類中,都還不清楚的一點(diǎn)是——增加棕色脂肪含量是否能夠?qū)е麦w重降低呢?