Малоизвестный белок играет важную роль в ожирении и нарушении обмена веществ

Недавно обнаруженный белок обычно богат жирами; без этого организм изо всех сил пытается управлять глюкозой и инсулином.

Получив неожиданные открытия о белке, который высоко экспрессируется в жировой ткани, ученые открыли двери для новых критических представлений об ожирении и метаболизме. Открытие может привести к новым подходам к решению проблемы ожирения и, возможно, многих других заболеваний.

Ученые из Scripps Research открыли дверь для новых критических представлений об ожирении и метаболизме, благодаря неожиданным выводам о белке, который высоко экспрессируется в жировой ткани. Их открытие, которое появляется 20 ноября в журнале Nature, может привести к новым подходам к решению проблемы ожирения и, возможно, многих других заболеваний.

Сигнальный белок, известный как PGRMC2, не был широко изучен в прошлом. Сокращенно от «мембранный компонент рецептора прогестерона 2», он был обнаружен в матке, печени и некоторых областях тела. Но лаборатория Энрике Саеза, доктора философии, увидела, что в жировой ткани его больше всего — особенно в коричневом жире, который превращает пищу в тепло для поддержания температуры тела — и заинтересовалась его функцией там.

Важная роль: путеводитель Гема

Команда основывалась на своем недавнем открытии, что PGRMC2 связывается и выпускает важную молекулу, называемую гемом. В последнее время в центре внимания его роли в обеспечении аромата для Невозможного бургера на растительной основе, гем играет гораздо более важную роль в организме. Железосодержащая молекула перемещается внутри клеток, обеспечивая жизненно важные жизненные процессы, такие как клеточное дыхание, пролиферация клеток, гибель клеток и циркадные ритмы.

Используя биохимические методы и передовые анализы в клетках, Саез и его команда обнаружили, что PGRMC2 является «шапероном» гема, инкапсулируя молекулу и транспортируя ее из митохондрий клетки, где образуется гем, в ядро, где он помогает выполнять важные функции. Без защитного компаньона гем реагировал и уничтожал все на своем пути.

«Значение Хема для многих клеточных процессов известно давно», — говорит Саез, доцент кафедры молекулярной медицины. «Но мы также знали, что гем токсичен для клеточных материалов, окружающих его, и ему понадобится какой-то маршрут перехода. До сих пор было много гипотез, но белки, которые переносили гем, не были идентифицированы».

Инновационный подход к ожирению?

Благодаря исследованиям на мышах ученые установили PGRMC2 как первый внутриклеточный гемеперон, описываемый у млекопитающих. Тем не менее, они не остановились на этом; они пытались выяснить, что происходит в организме, если этот белок не существует для транспортировки гема.

И вот как они сделали свое следующее большое открытие: без присутствия PGRMC2 в их жировых тканях мыши, которых кормили рационом с высоким содержанием жиров, стали непереносимыми к глюкозе и нечувствительными к инсулину — отличительным признакам диабета и других болезней обмена веществ. Напротив, у мышей с ожирением и диабетом, которых лечили лекарственным средством для активации функции PGRMC2, наблюдалось значительное улучшение симптомов, связанных с диабетом.

«Мы увидели, что мыши поправляются, становятся более толерантными к глюкозе и менее устойчивыми к инсулину», — говорит Саез. «Наши результаты показывают, что модулирование активности PGRMC2 в жировой ткани может быть полезным фармакологическим подходом для устранения некоторых серьезных последствий ожирения для здоровья».

Команда также оценила, как белок изменяет другие функции коричневого и белого жира, говорит ведущий автор исследования, Андреа Галмоцци, доктор философии. «Первым сюрпризом стало то, что коричневый жир выглядел белым», — говорит он.

Коричневый жир, который обычно имеет наибольшее содержание гема, часто считается «хорошим жиром». Одной из его ключевых ролей является выработка тепла для поддержания температуры тела. У мышей, которые не могли продуцировать PGRMC2 в своих жировых тканях, температура быстро падала при помещении в холодную среду.

«Несмотря на то, что их мозг посылал правильные сигналы для включения тепла, мыши не могли защитить температуру своего тела», — говорит Галмоззи. «Без гема вы получаете митохондриальную дисфункцию, и у клетки нет средств для сжигания энергии для выработки тепла».

Саез считает, что активация гемогеперона в других органах, в том числе в печени, где производится большое количество гема, может помочь смягчить последствия других нарушений обмена веществ, таких как неалкогольный стеатогепатит (НАСГ), который является основная причина трансплантации печени сегодня.

«Нам любопытно узнать, выполняет ли этот белок ту же роль в других тканях, где мы видим дефекты гема, которые приводят к болезни», — говорит Саез.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены научно-исследовательским институтом Скриппса . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

---

Ссылка на журнал :

1. Андреа Галмоцци, Бернард П. Кок, Артур С. Ким, Дж. Рафаэль Монтенегро-Берк, Джае Ли, Роберто Спреафико, Сара Мосуре, Верена Альберт, Риго Синтрон-Колон, Кристина Годио, Уильям Р. Уэбб, Бруно Конти, Лаура А. Солт, Дуглас Кожетин, Кристофер Г. Паркер, Джон Дж. Пелусо, Джеймс К. Пру, Гари Сиуздак, Бенджамин Ф. Краватт, Энрике Саез. PGRMC2 является внутриклеточным гемер-шапероном, критическим для функции адипоцитов . Природа , 2019; DOI: 10.1038 / s41586-019-1774-2