Молекулярно-клеточная и генетическая характеристика жировой ткани человека и ее роль в метаболизме

Больше, чем когда-либо прежде, люди потребляют из пищи больше калорий, чем сжигают с помощью физических упражнений и других видов деятельности, и этот дисбаланс вызывает рост показателей ожирения и диабета в США и во всем мире. Различные типы жира в организме играют центральную роль в этом процессе. Белый жир накапливает избыточные калории, поступающие с пищей, в то время как бурый жир, также известный как бурая жировая ткань, или БЖТ, потребляет энергию из пищи для выработки тепла. Этот важный процесс в БЖТ достигается за счет действия особого белка, обнаруженного только в БЖТ, называемого разобщающим белком 1 (UCP1). Ранее ученые считали, что БЖТ важна только для мелких животных и младенцев человека, но недавно нами и другими было обнаружено, что в ответ на умеренное воздействие холода БЖТ взрослого человека (hBAT) потребляет больше глюкозы по весу, чем любая другая ткань. Кроме того, BAT человека также может бороться с увеличением веса, становясь более активным в условиях повышенного потребления пищи. Это явление уже было продемонстрировано на мышах и крысах, и его присутствие предполагает, что активация BAT человека может быть использована в качестве безопасного лечения ожирения и метаболических заболеваний. Наконец, новые данные указывают на то, что BAT человека может быть эндокринным органом, что означает, что он выделяет гормоны в кровь и регулирует также другие органы тела, включая скелетные мышцы, печень и бета-клетки поджелудочной железы, высвобождающие инсулин. Если мы собираемся понять, как hBAT функционирует в физиологии организма, и использовать его способность сжигать калории для лечения заболеваний обмена веществ, таких как диабет, нам нужно будет подойти к решению этой задачи, используя несколько различных методов. Одна из ключевых причин заключается в том, что БЖТ нелегко найти в организме, а клетки, из которых она состоит, различаются в зависимости от того, где они находятся и что нужно организму. Бурый жир состоит по крайней мере из двух известных типов отдельных клеток, называемых «конститутивными»/коричневыми и «индуцибельными»/бежевыми; и есть также белые жировые клетки в различных пропорциях. Учитывая, что в настоящее время нет известного способа оценить количество бурого жира в организме с помощью простого анализа крови, наша лабораторная группа успешно полагалась на сбор небольшого количества жира с места операции у пациентов, которые уже проходят клинически показанные процедуры. . Информация, полученная из этих жировых тканей, касается вопросов, связанных с (а) тем, как бурые жировые клетки развиваются из незрелых стволовых клеток; б) какие гены активны; и (c) сколько калорий может сжечь бурый жир. Эти более ранние исследования также предоставили предварительные клетки, необходимые для создания долгоживущих коричневых и белых клеток человека, которые можно бесконечно выращивать в лаборатории. Несмотря на этот прогресс, многое остается неизвестным о функциональных различиях между бурыми и бежевыми жировыми клетками и о том, как они могут влиять на метаболизм у людей разного возраста, пола и генетического происхождения, а также об изменениях, наблюдаемых в бурых жировых клетках при различных заболеваниях. Целью данного исследования является решение этих и связанных с ними вопросов.