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Cell子刊染色质重塑与脂肪肝

2018-12-01 07:35:02

Cell子刊:染色质重塑与脂肪肝

生物通报道:研究人员发现了将碳水化合物转化为脂肪的关键基因,该基因有望作为脂肪肝、糖尿病和肥胖症治疗的潜在靶点。

加州大学伯克利分校的科学家们揭示了机体将碳水化合物转化为脂肪的分子机制,他们在研究中发现BAF60c基因会导致脂肪肝。研究显示,即使饮食中含糖量高,缺乏BAF60c基因的小鼠依然不能将碳水化合物转化为脂肪。文章于近期发表在Cell旗下的Molecular Cell杂志上。

“这项研究有助于让人们进一步了解过量摄取碳水化合物导致的脂肪肝,”文章作者,加州大学伯克利分校营养科学和毒理学教授Hei Sook Sul说。“而BAF60c基因有望帮助人们开发出新的脂肪肝治疗手段,造福美国数百万患者。”

有研究指出,三分之一的美国人都患有脂肪肝,而在过度肥胖的人群中有四分之三都受到脂肪肝的困扰。脂肪肝的主要标志是脂肪在肝细胞中异常累积,而过量摄入面包、意大利面、米饭、苏打水等碳水化合物则是脂肪肝的主要风险因子。

在进食之后,碳水化合物被分解为葡萄糖,作为一种直接能量源。而过量葡萄糖会以糖原的形式被储存在肝脏中,或者在胰岛素的帮助下转变为脂肪酸,随后转移到机体其他部分被储存在脂肪组织中。当脂肪酸过多时,脂肪就会在肝脏中积累。

“过量摄入碳水化合物与过量饮酒造成的脂肪肝一样糟,可能引发2型糖尿病等多种疾病,” Sul说。“我们已经知道过量葡萄糖转化为脂肪酸的过程发生在肝脏,但人们还未能完全了解其中的具体机制。”

此前研究人员曾发现,负责辅助修复DNA断裂的DNA-PK,可以作为胰岛素的信号分子,促进肝脏中碳水化合物转变为脂肪。而这项新研究主要针对的是BAF60c基因。染色质是细胞核中DNA与相关蛋白组成的结构,而BAF60c参与了染色质结构的重塑。

研究显示,BAF60c有促进食物中碳水化合物转化为脂肪的作用。研究人员发现BAF60c位于细胞核外的细胞质中,当胰岛素与细胞表面上的受体结合,就会发送信号对BAF60c进行修饰,使其进入细胞核。BAF60c进入细胞核后,使多种与碳水化合物转化为脂肪有关的酶开始大量表达。

为验证BAF60c的作用,研究人员在小鼠体内调节BAF60c的活性(增加或减少其功能)。研究显示,BAF60c水平增加三倍的的小鼠,即使禁食,其体内产脂肪的基因表达水平仍很高。而若BAF60c失活,即使小鼠饮食中糖份含量高,脂肪酸的形成依然受阻。

研究人员指出,过量摄入糖类会导致脂肪肝。他们建议应避免食用精制糖,因为这种碳水化合物能够很快提升血液中的胰岛素水平。不过一些复杂的碳水化合物(例如豆类、水果和青菜中的碳水化合物)应该是健康饮食不可缺少的。

(生物通:叶予)

生物通推荐原文摘要:

Phosphorylation and Recruitment of BAF60c in Chromatin Remodeling for Lipogenesis in Response to Insulin

Fatty acid and triglyceride synthesis is induced in response to feeding and insulin. This lipogenic induction involves coordinate transcriptional activation of lipogenic enzymes, including fatty acid synthase and glycerol-3-phosphate acyltransferase. We recently reported the importance of USF-1 phosphorylation and subsequent acetylation in insulin-induced lipogenic gene activation. Here, we show that Brg1/Brm-associated factor (BAF) 60c is a specific chromatin remodeling component for lipogenic gene transcription in liver. In response to insulin, BAF60c is phosphorylated at S247 by atypical PKC/, which causes translocation of BAF60c to the nucleus and allows a direct interaction of BAF60c with USF-1 that is phosphorylated by DNA-PK and acetylated by P/CAF. Thus, BAF60c is recruited to form the lipoBAF complex to remodel chromatin structure and to activate lipogenic genes. Consequently, BAF60c promotes lipogenesis in vivo and increases triglyceride levels, demonstrating its role in metabolic adaption to activate the lipogenic program in response to feeding and insulin.

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