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日本研究人员揭示了两种负责诱导瘦弱和肥胖状态的酶

导读健康与疾病的发展起源(DOHaD)假说得到了多项人类流行病学研究和动物研究的支持。它指出,早年的营养环境使人们容易患上与生活方式有关的疾...

健康与疾病的发展起源(DOHaD)假说得到了多项人类流行病学研究和动物研究的支持。它指出,早年的营养环境使人们容易患上与生活方式有关的疾病,如肥胖,糖尿病和心脏病等成年人。许多这些疾病表现出身体组织中线粒体代谢减少。现在,来自日本熊本大学的研究人员发现,参与能量代谢的两种代谢途径可能在DOHaD假说中发挥作用。

所有细胞均调节与代谢途径相关的基因表达,并适应环境变化,如营养波动,氧气供应,运动和温度。人体细胞使用两种类型的细胞代谢,线粒体呼吸和糖酵解。当供氧(需氧)时,线粒体呼吸为细胞产生能量,当缺氧(厌氧)时使用糖酵解。随着能量产生方法在这两种机制之间转换,代谢基因的活性发生显着变化。一些最关键的变化是由于赖氨酸氨基酸的组蛋白乙酰化和甲基化(乙酰基和甲基的添加/去除)。

两种代谢途径,NAD+-SIRT1和FAD-LSD1,调节特定基因组的功能,并传递营养信号。最近,熊本大学的研究人员透露,这两种途径受膳食维生素和营养激素的控制,诱导代谢活动,并在脂肪和骨骼肌细胞中形成组织特异性。他们发现FAD-LSD1通路在肥胖条件下抑制线粒体代谢并诱导脂肪积累。

DOHaD认为,在早期发育期间受营养不良影响的人可能具有低出生体重和成年后与生活方式相关的疾病的风险增加。虽然这背后的机制尚未阐明,但研究人员认为至少有两种反应在不同的时间起作用。该立即响应消耗储存的能量并优先维持生活,以及适应性反应“节目”身体储存能量在饥饿的未来较量的期待。这被认为是新生儿营养不足的自然生存策略。适应性反应可以很容易地适应营养不足,但它会使人更容易受到与营养过剩相关的生活方式相关疾病的影响,例如肥胖和糖尿病。

NAD+-SIRT1途径燃烧能量,FAD-LSD1途径储存能量,并且它们一起可以重塑代谢组织。在肌肉发育中,SIRT和LSD1途径分别选择性地促进慢速和快速的抽搐纤维形成,这增加了对生活方式相关疾病的易感性。因此,研究人员认为这些酶参与了DOHaD机制。具体而言,SIRT1可以在即时响应中发挥作用,并且LSD1可以参与自适应响应。

在谈到未来的活动时,研究负责人Mitsuyoshi Nakao教授说:“我们希望通过提高对生活方式相关疾病的理解,以及围产期幼儿和婴儿的营养,我们的工作将有助于制定新的疾病控制和预防策略。”

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