Molekylær, cellulær og genetisk karakterisering af humant fedtvæv og dets rolle i metabolisme

Mere end nogensinde før spiser folk flere kalorier fra mad, end hvad de forbrænder gennem motion og andre aktiviteter, og denne ubalance forårsager de stigende forekomster af fedme og diabetes i USA og i hele verden. De forskellige typer kropsfedt er centrale aktører i denne proces. Det hvide fedt lagrer overskydende kalorier fra mad, mens brunt fedt - også kendt som brunt fedtvæv eller BAT - forbruger energien fra mad til at generere varme. Denne vigtige proces i BAT opnås gennem virkningen af ​​et specielt protein, der kun findes i BAT, kaldet uncoupling protein 1 (UCP1). Forskere plejede at tro, at BAT kun var vigtig i små dyr og menneskelige spædbørn, men det blev for nylig opdaget af os og andre, at som reaktion på mild kuldepåvirkning, forbruger voksen menneskelig BAT (hBAT) mere glukose efter vægt end noget andet væv. Derudover kan menneskelig BAT også bekæmpe vægtøgning ved at blive mere aktiv i forbindelse med øget fødevareforbrug. Dette fænomen er allerede blevet påvist i mus og rotter, og dets tilstedeværelse tyder på, at aktivering af human BAT kunne bruges som en sikker behandling af fedme og metabolisk sygdom. Endelig tyder nye beviser på, at menneskelig BAT kan være et endokrint organ, hvilket betyder, at det frigiver hormoner til blodet og også regulerer andre organer i kroppen, herunder skeletmuskulatur, lever og den insulinfrigivende pancreas Beta-celle. Hvis vi skal forstå, hvordan hBAT fungerer i kroppens fysiologi og bruge dets kalorieforbrændende evne til at behandle stofskiftesygdomme såsom diabetes, bliver vi nødt til at nærme os udfordringen ved hjælp af flere forskellige metoder. En vigtig årsag er, at BAT ikke er let at finde i kroppen, og cellerne, der udgør den, er forskellige afhængigt af, hvor de er, og hvad kroppen har brug for. Brunt fedt er sammensat af mindst to kendte typer af forskellige celler, kaldet "konstitutiv"/brun og "inducerbar"/beige; og der er også hvide fedtceller i varierende proportioner. I betragtning af at der i øjeblikket ikke er nogen kendt måde at estimere mængden af ​​brunt fedt i kroppen fra en simpel blodprøve, har vores laboratoriegruppe med succes været afhængig af at indsamle små mængder fedt fra operationsstedet hos patienter, som allerede gennemgår klinisk indicerede procedurer . Information opnået fra disse fedtvæv har adresseret spørgsmål relateret til (a) hvordan brune fedtceller udvikler sig fra umodne stamceller; (b) hvilke gener der er aktive; og (c) hvor mange kalorier det brune fedt kan forbrænde. Disse tidligere undersøgelser har også givet de foreløbige celler, der er nødvendige for at etablere langtidsholdbare menneskelige brune og hvide celler, som kan dyrkes i det uendelige i laboratoriet. På trods af disse fremskridt er der stadig meget ukendt om de funktionelle forskelle mellem brune og beige fedtceller, og hvordan disse kan påvirke stofskiftet hos mennesker af forskellig alder, køn og genetisk baggrund, såvel som de ændringer, der ses i de brune fedtceller ved forskellige sygdomme. Målet med denne undersøgelse er at besvare disse og relaterede spørgsmål.