Ihmisen rasvakudoksen molekyyli-, solu- ja geneettinen karakterisointi ja sen rooli aineenvaihdunnassa

Enemmän kuin koskaan ennen ihmiset syövät enemmän kaloreita ruoasta kuin mitä he kuluttavat pois harjoituksesta ja muista toiminnoista, ja tämä epätasapaino aiheuttaa liikalihavuuden ja diabeteksen lisääntymistä Yhdysvalloissa ja kaikkialla maailmassa. Erilaiset kehon rasvatyypit ovat keskeisiä toimijoita tässä prosessissa. Valkoinen rasva varastoi ylimääräiset ruoasta tulevat kalorit, kun taas ruskea rasva - joka tunnetaan myös nimellä ruskea rasvakudos tai BAT - kuluttaa ruoasta saatavaa energiaa lämmön tuottamiseen. Tämä tärkeä prosessi BAT:ssa saavutetaan käyttämällä erityistä proteiinia, joka löytyy vain BAT:sta, nimeltään uncoupling protein 1 (UCP1). Tiedemiehet uskoivat ennen, että BAT oli tärkeä vain pienille eläimille ja ihmislapsille, mutta me ja muut havaitsimme äskettäin, että aikuisen ihmisen BAT (hBAT) kuluttaa painon mukaan enemmän glukoosia kuin mikään muu kudos. Lisäksi ihmisen BAT voi myös taistella painonnousua vastaan ​​aktivoitumalla lisääntyneen ruoan kulutuksen yhteydessä. Tämä ilmiö on jo osoitettu hiirillä ja rotilla, ja sen läsnäolo viittaa siihen, että ihmisen BAT-aktivointia voitaisiin käyttää turvallisena liikalihavuuden ja aineenvaihduntasairauksien hoitona. Lopuksi, uusia todisteita osoittavat, että ihmisen BAT voi olla endokriininen elin, mikä tarkoittaa, että se vapauttaa hormoneja vereen ja säätelee myös muita kehon elimiä, mukaan lukien luurankolihakset, maksa ja insuliinia vapauttava haiman beetasolu. Jos aiomme ymmärtää hBAT:n toimintaa kehon fysiologiassa ja hyödyntää sen kalorienpolttokykyä aineenvaihduntasairauksien, kuten diabeteksen, hoidossa, meidän on lähestyttävä haastetta useilla eri menetelmillä. Yksi keskeinen syy on se, että BAT:ta ei ole helppo löytää kehosta, ja sen muodostavat solut ovat erilaisia ​​riippuen siitä, missä ne ovat ja mitä keho tarvitsee. Ruskea rasva koostuu ainakin kahdesta tunnetusta erillisestä solutyypistä, joita kutsutaan "konstitutiivisiksi"/ruskeiksi ja "indusoituvaksi"/beigiksi; ja valkoisia rasvasoluja on myös vaihtelevissa suhteissa. Koska tällä hetkellä ei ole tunnettua tapaa arvioida ruskean rasvan määrää kehossa yksinkertaisella verikokeella, laboratorioryhmämme on onnistuneesti luottanut pienten rasvamäärien keräämiseen leikkauspaikalta potilailta, joille tehdään jo kliinisesti indikoituja toimenpiteitä. . Näistä rasvakudoksista saadut tiedot ovat käsitelleet kysymyksiä, jotka liittyvät (a) siihen, kuinka ruskeat rasvasolut kehittyvät epäkypsistä kantasoluista; (b) mitkä geenit ovat aktiivisia; ja (c) kuinka monta kaloria ruskea rasva voi polttaa. Nämä aikaisemmat tutkimukset ovat myös tarjonneet alustavat solut, jotka ovat välttämättömiä pitkäaikaisten ihmisen ruskea- ja valkosolujen muodostamiseksi, joita voidaan kasvattaa loputtomasti laboratoriossa. Tästä edistyksestä huolimatta paljon jää tuntematta ruskeiden ja beigen rasvasolujen toiminnallisista eroista ja siitä, miten ne voivat vaikuttaa aineenvaihduntaan eri ikäisillä, sukupuolilla ja geneettisillä taustoilla, sekä ruskeissa rasvasoluissa havaituista muutoksista eri sairauksissa. Tämän tutkimuksen tavoitteena on käsitellä näitä ja niihin liittyviä kysymyksiä.