Ожирение и метаболические заболевания, такие как диабет, чрезвычайно распространены в Соединенных Штатах. Крошечные белки, называемые микропротеинами, долгое время игнорировались в исследованиях, но новые данные показывают, что они играют важную роль в метаболизме. Ученые из Солка обнаружили, что как бурый, так и белый жир содержат тысячи ранее неизвестных микропротеинов, и показали, что один из этих микропротеинов, называемый Gm8773, может повышать аппетит у мышей.
Эти выводы, опубликованные в Клеточный метаболизм 3 января 2023 года может привести к разработке терапевтического средства, которое поможет людям набрать вес в определенных ситуациях, например, во время химиотерапии рака. Кроме того, устанавливая существование этих микропротеинов, команда предоставляет научному сообществу ценный ресурс для изучения микропротеинов.
«Жизненно важно лучше понять процессы, которые регулируют ожирение и метаболическое здоровье, чтобы обеспечить улучшенные методы лечения в будущем», — говорит профессор Солка Алан Сагателян, соавтор исследования и заведующий кафедрой доктора Фредерика Полсена. «Наличие этого списка микропротеинов поможет исследователям метаболизма выявить новых участников различных метаболических заболеваний. И мы продемонстрировали один биологически активный микропротеин, который способствует питанию, а также другие микропротеины, участвующие в жировом обмене».
Жировая ткань выделяет множество различных белков для регулирования питания, энергетического баланса и выработки тепла. Белый жир, известный как «плохой жир», часто находится под кожей и в области живота. Этот тип жира действует как депо для хранения энергии и связан с ожирением и другими заболеваниями, вызванными избыточным весом. Напротив, бурый жир или «хороший жир» расположен вокруг плеч и вдоль спинного мозга. Бурый жир связан с правильным питанием, физическими упражнениями и здоровьем.
В этом исследовании ученые использовали инновационные технологии геномики для изучения коричневого, белого и бежевого жира (еще один тип жира со свойствами, сходными как с белым, так и с коричневым жиром) в клетках мышей. Они обнаружили 3877 генов, которые производят микропротеины как в белом, так и в буром жире. Кроме того, они исследовали уровни этих генов у мышей, которых кормили западной диетой с высоким содержанием жиров, и связали сотни микропротеинов с изменениями в метаболизме жировой ткани. В целом, анализ впервые выделяет многие вероятные метаболически значимые микропротеины.
«Мы предоставили дорожную карту того, как наилучшим образом использовать наши данные, чтобы связать и, в конечном итоге, охарактеризовать роли микропротеинов в основных метаболических путях», — говорит первый автор Томас Мартинес, бывший научный сотрудник лаборатории Сагателяна, который сейчас является доцентом в Калифорнийском университете. Ирвин.
Команда также сосредоточилась на микробелке под названием Gm8773, расположенном в питающем центре мозга, называемом гипоталамусом. Расположение микропротеина в мозге предполагает, что он может играть роль в аппетите. Действительно, когда ученые вводили Gm8773 мышам с ожирением, мыши потребляли больше пищи. Существует также человеческий ген, похожий на Gm8773, называемый FAM237B, и этот ген может действовать аналогичным образом у людей, стимулируя прием пищи. По словам исследователей, этот микропротеин в конечном итоге может быть превращен в терапевтическое средство, способствующее увеличению веса у тех, кто испытывает экстремальную потерю веса.
«Новые микропротеины, представленные в нашем исследовании, являются захватывающими открытиями в области метаболизма и изучения биологии жиров», — говорит соавтор Крис Барнс, ранее работавший в Исследовательском центре Novo Nordisk в Сиэтле, Inc., а ныне возглавляющий отдел протеомики в Velia. Терапия. «Мы надеемся, что этот ресурс будет использован для создания множества новых экспериментальных гипотез, которые научное сообщество сможет проверить в своих лабораториях, и что эта работа приведет к выявлению новых механизмов в биологии».
В будущем ученые планируют разработать инструменты для изучения роли Gm8773 и FAM237B с целью разработки терапевтического средства, способного повышать аппетит у людей.
Среди других авторов Синтия Дональдсон, Джоан М. Воан, Кэлвин Лау и Максим Н. Шохирев из Солка; Брайан С. Сирл из Университета штата Огайо; Линдси К. Пино и Майкл Дж. МакКосс из Вашингтонского университета; Эдуардо В. Де Соуза и Кристиано В. Бизарро из Папского католического университета Риу-Гранди-ду-Сул в Бразилии; и Салли Лайонс-Эбботт, Энджи Л. Букаут, Ариэль Абрамов, Ариан Ф. Бакеро, Карали Бакеро, Дэйв Фридрих, Джастин Хуард, Рэй Дэвис, Бонг Ким, Тай Кох, Аарон Дж. Мерсер, Аиша Мискит, Сара А. Мюррей, Сакара Перри, Кристина Сэнфорд, Алекс Саймон, Ю Чжан, Гаррет Ципп и Эндрю Дж. Уиттл из Исследовательского центра Ново Нордиск Сиэтл, Инк.
Работа выполнена при поддержке Национального института здоровья (R01 GM133981, P41 GM103533, R24
