Клетки бежевого жира помогут в борьбе с ожирением

Ученые Онкологического института Дана-Фарбера (Dana-Farber Cancer Institute) выделили новый вид сжигающих энергию жировых клеток, развивающихся в депо белого жира взрослого человека. По их мнению, эти клетки могут стать основой новых эффективных методов лечения ожирения.

У взрослого человека эти названные «бежевыми» жировыми клетки находятся около ключицы и вдоль позвоночника в рассеянных под кожей депо величиной с горошину. По мнению руководителя исследования Брюса Спигелмена (Bruce Spiegelman), PhD, и его коллег, поскольку этот тип жира сжигает калории, – а не запасает их, как это делают клетки «белого жира», – он может помочь в разработке новых методов лечения ожирения и сахарного диабета.

Доктор Спигелмен – главный автор статьи, опубликованной в журнале Cell.

Исследование показало, что бежевый жир генетически отличен от «бурого жира», который также сжигает калории для выработки тепла. Бурый жир найден у детенышей млекопитающих и младенцев, которых он защищает от переохлаждения. В противоположность бурому жиру, белый жир запасает калории, и его избыток способствует развитию ожирения.

Возможность существования этого третьего типа жира (в дополнение к белому и бурому) была предсказана доктором Спигелменом в 2008 году, но группа из Онкологического института Дана-Фарбера впервые выделила эти клетки и определила их уникальный генетический профиль. В новой статье доктора Спигелмена и его коллег сообщается, что клетки бежевого жира являются специфической мишенью гормона иризина (irisin), экспрессируемого мышечными клетками при физической нагрузке.

В 2009 году сразу три исследовательские группы сообщили об обнаружении депо бурого жира в организме взрослого человека, но последняя работа Спигелмена, на основе генетического профиля клеток, идентифицирует их как бежевый жир.

Даже в небольших количествах бурый и бежевый жир могут сжигать большое количество калорий.

Бурый жир вырабатывает тепло с помощью митохондриального разобщающего белка UCP1, защищая организм от переохлаждения и ожирения. Последние данные свидетельствуют о том, что существуют два различных типа бурого жира: классический бурый жир, происходящий от myf-5 клеточной линии, и UCP1-позитивные клетки, которые образуются в белом жире из не-myf-5 линии. Ученые Онкологического института Дана-Фарбера выделили бежевые клетки из депо белого жира мышей. Клетки бежевого жира напоминают клетки белого жира в том, что имеют крайне низкую основную экспрессию UCP1, но, как и классический бурый жир, они реагируют на стимуляцию циклическим AMФ высокой экспрессией UCP1 и интенсивностью дыхания. Паттерн генной экспрессии бежевых клеток отличен от такового как белого, так и бурого жира, и эти клетки преимущественно чувствительны к полипептидному гормону иризину. Исследователи предоставили убедительные доказательства того, что ранее идентифицированные депо бурого жира в организме взрослого человека состоят из бежевых адипоцитов.

«Терапевтический потенциал обоих этих видов жировых клеток ясен, - пишут авторы в статье в Cell, - так как генетические манипуляции с клетками мышей, приводящие к образованию большего количества бурого или бежевого жира, позволяют успешно бороться с ожирением и диабетом».

Ученые уже ищут способы использовать бурый жир на пользу человеку.

Клетки как бурого, так и бежевого жира содержат сжигающие энергию органеллы митохондрии, в состав которых входит железо, что и определяет коричневый и бежевый оттенки этих тканей. Основное отличие заключается в том, что бурые жировые клетки экспрессируют высокие уровни UCP1 – белка, необходимого митохондриям для сжигания калорий и выработки тепла, – в то время как в обычных условиях базовый уровень экспрессии этого белка в бежевых клетках низок. Однако бежевые клетки могут усилить синтез UCP1 в ответ на холод или определенные гормоны, такие как иризин, что позволяет бежевому жиру сжигать калории почти так же эффективно, как это делает бурый.

Доктор Спигелмен сделал целый ряд открытий о различных типах жировых клеток. Он установил, что клетки бурого жира ведут свое происхождение от стволовых клеток-предшественников, из которых развиваются и мышечные клетки. Клетки же бежевого жира образуются в белом жире из предшественников бежевых клеток.

В начале этого года Спигелмен сообщил об открытии гормона иризина, вырабатываемого мышечными клетками при физических нагрузках и трансформирующего белый жир в бурый. В новой статье в Cell Спигелмен сообщает, что иризин специфически стимулирует выработку белым жиром бежевого. Онкологический институт Дана-Фарбера передал лицензию на оба открытия основанной Спигелменом биотехнологической компании Ember Therapeutics, которая планирует получить на основе иризина препарат для лечения ожирения и диабета.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]