在成年人中,白色脂肪(WAT)遍布全身,并位于浅层脂肪垫上。但是褐色脂肪(BAT)则存在于深层脂肪垫,且分布区域较少。考虑到其丰富性和分布位置,白色脂肪更容易获得和操纵。因此,诱导白色脂肪往褐色脂肪发展,可能具有预防或治疗肥胖症和与肥胖相关的代谢疾病的巨大潜力。
近年来,CRISPR基因编辑技术快速发展,为人类编辑和调控基因表达提供了最便捷、最高效的工具。其中,dCas9-SAM系统,使用切割活性丧失的Cas9蛋白(dCas9)与转录激活蛋白结合,能够有效激活细胞内源基因的表达。
研究团队使用了dCas9-SAM系统激活了人类白色脂肪细胞的 UCP1 基因的表达,改造后的细胞称为HUMBLE(类人褐色脂肪细胞),然后将这些细胞移植到高脂饮食诱导的肥胖小鼠体内。试验结果表明,相比移植白色脂肪细胞的小鼠,移植HUMBLE的小鼠,体内的白色脂肪比例明显更低,体重也更轻,均接近直接移植褐色脂肪细胞的小鼠。
从机制上来说,HUMBLE细胞中精氨酸/一氧化氮(NO)代谢的增加促进了红血球中S-亚硝基硫醇和亚硝酸盐携带的一氧化氮(NO)的生成,从而激活了受体动物体内的内源性棕色脂肪并改善了葡萄糖的体内稳态。
曾玉华教授表示,使用细胞疗法或基因疗法来治疗肥胖或2型糖尿病等代谢疾病,曾经只在科幻小说中存在。但是现在,CRISPR基因编辑技术等科学进步,将帮助人类改善肥胖症和糖尿病患者的新陈代谢、体重、生活质量和整体健康状况。
论文链接:
https://stm.sciencemag.org/content/12/558/eaaz8664
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