Molekylær, cellulær og genetisk karakterisering av menneskelig fettvev og dets rolle i metabolisme

Mer enn noen gang før spiser folk flere kalorier fra mat enn det de brenner av gjennom trening og andre aktiviteter, og denne ubalansen forårsaker den økende forekomsten av fedme og diabetes i USA og over hele verden. De ulike typene kroppsfett er sentrale aktører i denne prosessen. Det hvite fettet lagrer overflødige kalorier som kommer fra mat, mens brunt fett – også kjent som brunt fettvev, eller BAT – bruker energien fra maten for å generere varme. Denne viktige prosessen i BAT oppnås gjennom virkningen av et spesielt protein som bare finnes i BAT, kalt uncoupling protein 1 (UCP1). Forskere pleide å tro at BAT bare var viktig hos små dyr og menneskelige spedbarn, men det ble nylig oppdaget av oss og andre at som svar på mild kuldeeksponering, bruker voksen menneskelig BAT (hBAT) mer glukose enn noe annet vev. I tillegg kan menneskelig BAT også bekjempe vektøkning ved å bli mer aktiv når det gjelder økt matforbruk. Dette fenomenet er allerede påvist hos mus og rotter, og dets tilstedeværelse antyder at aktivering av human BAT kan brukes som en trygg behandling for fedme og metabolsk sykdom. Til slutt tyder nye bevis på at menneskelig BAT kan være et endokrint organ, noe som betyr at det frigjør hormoner til blodet og regulerer også andre organer i kroppen, inkludert skjelettmuskulatur, lever og den insulinfrigjørende beta-cellen i bukspyttkjertelen. Hvis vi skal forstå hvordan hBAT fungerer i kroppens fysiologi og bruke dens kaloriforbrennende evne til å behandle sykdommer i stoffskiftet som diabetes, må vi nærme oss utfordringen ved hjelp av flere forskjellige metoder. En sentral årsak er at BAT ikke er lett å finne i kroppen, og cellene som utgjør den er forskjellige avhengig av hvor de er og hva kroppen trenger. Brunt fett er sammensatt av minst to kjente typer distinkte celler, kalt "konstitutiv"/brun og "induserbar"/beige; og det er også hvite fettceller i varierende proporsjoner. Gitt at det foreløpig ikke er noen kjent måte å estimere mengden brunt fett i kroppen fra en enkel blodprøve, har laboratoriegruppen vår vært avhengig av å samle inn små mengder fett fra operasjonsstedet hos pasienter som allerede gjennomgår klinisk indiserte prosedyrer . Informasjon innhentet fra disse fettvevet har adressert spørsmål knyttet til (a) hvordan brune fettceller utvikler seg fra umodne stamceller; (b) hvilke gener som er aktive; og (c) hvor mange kalorier det brune fettet kan forbrenne. Disse tidligere studiene har også gitt de foreløpige cellene som er nødvendige for å etablere langvarige menneskelige brune og hvite celler som kan dyrkes på ubestemt tid i laboratoriet. Til tross for denne fremgangen er det fortsatt mye ukjent om de funksjonelle forskjellene mellom brune og beige fettceller og hvordan disse kan påvirke metabolismen hos mennesker med ulik alder, kjønn og genetisk bakgrunn, samt endringene som sees i de brune fettcellene ved ulike sykdommer. Målet med denne studien er å besvare disse og relaterte spørsmål.