携手健康网携手健康网

研究发现控制生物体适应低营养水平能力的分子开关

从环境中获取能量和营养——即进食——是一项非常重要的功能,数亿年来,它一直通过复杂的机制进行调节。其中一些机制现在才开始被解开。西班牙国家癌症研究中心 (CNIO) 的一个小组发现了他们的一个关键组成部分——一种控制生物体适应低细胞营养水平能力的开关。

所涉及的蛋白质是 RagA,它是 mTOR 分子途径的一部分,其在代谢活动调节中的重要性几十年来一直为人所知。CNIO 研究人员发现,如果 RagA 持续激活,细胞不会知道没有足够的营养,因此会继续使用能量,就好像营养充足一样。

今天,营养总是丰富的,但我们进化的条件却大不相同。我们的机体适应进食-禁食循环,我们的细胞已准备好应对它们。我们发现 RagA 激活是我们适应禁食条件的关键”。

RagA 分子通路的重要性与在营养中起关键作用的其他成分(如胰岛素)的重要性不相上下。然而,RagA 是在不久前发现的,对其在代谢调节中的作用知之甚少。了解 Rag 蛋白在细胞中的运作方式可以让我们找到对抗肥胖和肥胖相关疾病(如脂肪肝或癌症)的新策略。

“适应营养水平的波动是所有生物体的基础,”Efeyan 解释说。“这是一种古老的分子途径,实际上比胰岛素更古老。甚至在酵母中也发现了它。尽管如此,人们对它如何影响正常生理机能以及它的活性如何在肥胖和肥胖相关条件下失调知之甚少。”

“保存模式”开启

在健康的生物体中,RagA 检测到低营养水平并相应地关闭,细胞代谢启用“节能模式”。然后,有机体变得更加“节俭”,使用营养丰富时储存的资源。

当 RagA 被激活时,小鼠“继续使用能量;它们不会将新陈代谢调整到正常的进食-禁食周期。它们的细胞‘相信’营养一直很丰富,并且不会节省能量,”第一作者 Celia de la Calle 说的研究。

CNIO 代谢和细胞信号传导组的研究人员此前已经证明了该系统的重要性。使用永久激活 RagA 的小鼠胚胎,他们表明,当营养物质不再通过胎盘输送时,动物无法适应出生时的营养缺乏。

感知禁食的重要性

在这项研究中,研究人员阻止 RagA 仅部分关闭,以便小鼠能够存活。然而,它们的代谢改变涵盖葡萄糖、氨基酸、酮和脂质稳态等。

研究中的老鼠活了大约 9 个月,比正常动物少。该研究的作者认为,这就是他们无法检测到加速衰老迹象的原因。他们预计他们会这样做,因为禁食和低热量摄入会延长某些物种的寿命,而且所涉及的机制与 mTOR(RagA 参与的分子途径)有关。

此外,该研究的作者仅在肝脏中生成了 RagA 激活的成年小鼠。在这个器官中观察到了许多影响,它在能量代谢中起着关键作用。

模拟禁食的好处?

将 RagA 识别为“节能模式”中的开关是新研究路线的起点。到目前为止,研究人员已经研究了当 RagA 被永久激活时会发生什么:动物永远不会处于禁食状态,长期后果是严重的。但是如果 RagA 被永久抑制会发生什么?

“我们想探索这条道路,”Efeyan 说。“通过对该代谢途径的部分药理学抑制,我们可能会获得禁食带来的代谢益处,而无需限制食物摄入量。”

这项研究由西班牙科学与创新部、卡洛斯三世健康研究所、欧洲研究委员会、欧洲发展基金、西班牙抗癌协会、Fero 基金会和 EMBO 青年研究者计划资助。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。