ヒトの褐色脂肪のバイオマーカーとしてのBATokines

脂肪は、過剰なカロリーを蓄えたり（白色脂肪組織、WAT）、熱を発生させるために燃焼させたり（褐色脂肪組織、BAT）する能力があるため、代謝の健康を調節する上で基本的な役割を果たします。 白色脂肪細胞は皮膚の下 (皮下) または内臓 (内臓) の周囲の堆積物にあり、肥満とともに拡大しますが、褐色脂肪細胞は主に首の深い部分に存在し、燃料を熱に変えるように進化しました (熱発生と呼ばれるプロセス)。 ) 環境の寒さによって活性化された場合。 BAT のこのカロリー燃焼特性は、BAT が肥満などの状態から私たちを保護する一種の「良い脂肪」であることを示唆しています。 豊富なマウス データは、寒冷暴露による BAT の活性化が、食事による肥満からの保護やグルコース代謝の改善など、実験動物に大きな健康上の利益をもたらすことを確認しています。 BAT が成人で検出されたのはごく最近のことであり、その生理機能を理解し、代謝性疾患を治療するためにその活性を操作できるかどうかを調査する取り組みが行われています。 特に、脂肪組織は、脂肪の貯蔵または燃焼に加えて、血中グルコースレベルおよびインスリン感受性 (アディポネクチン、アディプシン)、ならびに食欲およびエネルギー消費 (レプチン) に影響を与えることが知られている多数のホルモン様因子を血流に分泌します。 多くのそのような要因が白色脂肪で確認されていますが、特にヒトの褐色脂肪から分泌されるタンパク質についてはほとんど知られていません.

褐色脂肪の存在を特定するために 18-FDG-PET/CT スキャンを行った 52,000 人の患者を対象とした最近の研究では、BAT+ の人は 2 型糖尿病 (T2D)、冠動脈疾患、うっ血性心不全の確率が大幅に低下することがわかりました。褐色脂肪を持たない一致した個人と比較して。 小規模な独立した研究では、冷却ジャケットを使用した BAT の短期的な活性化により、T2D 患者のインスリン感受性が大幅に改善されることが示されました。 これらの調査結果は、BAT が人間の代謝の健康に影響を与える並外れた可能性を秘めていることをまとめて明らかにしています。

BAT に関連する代謝の利点は、熱の発生 (熱発生) だけでは説明できません。 新たな証拠は、BAT が特定の分子を血流に分泌することを示唆しています。 現在、これらのいわゆる褐色アディポカイン (または BATokine) の多くがマウスで発見されており、全身のグルコース代謝と肝機能にプラスの影響を与え、代謝性疾患への感受性を低下させることが示されています。 しかし、褐色脂肪の「シークレットーム」はヒトでは十分に研究されていないため、これらのバトカインと私たちの生理学との関連性は不明のままです. この未踏の研究手段を支持して、首の深い BAT 生検からの遺伝子発現データは、ヒトの BAT から 1,000 分子を超える分子が潜在的に分泌される可能性があることを明らかにし、431 がディッシュ内のヒト BAT 細胞から放出されたものとして同定されましたが、包括的な検証は活性化されたBATを持つ参加者の血液サンプル中のこれらのタンパク質の量が不足しています。

この研究の目的は、若い健康な参加者の褐色脂肪の活性化によって誘導される血漿タンパク質のパネルを特定し、より大きなバイオマーカー研究のパイロット データを提供することです。 冷却前後の被験者で、さまざまな量の最大 7,000 のユニークなタンパク質を特定するために、新しい偏りのないマルチプレックス ツールを採用します。 これらのデータを使用して、BAT 活性化と相関する一般的な循環因子を特定し、それらを既存の遺伝子発現データと比較して、BAT によって特異的に分泌、脱落、またはその他の方法で放出されるポリペプチドを見つけることができます。 この研究はタンパク質の同定に焦点を当てますが、循環に分泌される低分子代謝物を調査する可能性もあります。 この BATokine のリストは、私たちの研究室や、BAT によって伝達される代謝の利点に関心のあるより大きな科学コミュニティからのマウス データの検証と逆翻訳に役立ちます。 潜在的な治療標的の発見に加えて、血液スクリーニングは、褐色脂肪の臨床バイオマーカーの貴重なデータプラットフォームになる可能性があります。 ヒトにおけるBAT検出の現在の方法は、首の深い生検および/または費用のかかる18-FDG-PET/CTスキャンに依存しているため、BATの活動に比例して循環する、またはBATの存在または量と相関する血液因子の同定にはコストがかかります-人間の参加者における効果的で非侵襲的な代替。