БАТокины как биомаркеры бурого жира у человека

Жир играет фундаментальную роль в регулировании метаболического здоровья из-за его способности накапливать избыточные калории (белая жировая ткань, WAT) или сжигать их для производства тепла (бурая жировая ткань, BAT). В то время как белые жировые клетки располагаются в отложениях под кожей (подкожно) или вокруг внутренних органов (висцеральные) и увеличиваются в размерах при ожирении, бурые жировые клетки располагаются преимущественно в глубокой области шеи и эволюционировали, чтобы превращать топливо в тепло (процесс, называемый термогенезом). ) при активации холодом окружающей среды. Это свойство BAT сжигать калории предполагает, что это тип «хорошего жира», который может защитить нас от таких состояний, как ожирение. Многочисленные данные о мышах подтверждают, что активация BAT под воздействием холода обеспечивает значительную пользу для здоровья экспериментальных животных, включая защиту от ожирения, вызванного диетой, и улучшение метаболизма глюкозы. BAT только недавно была обнаружена у взрослых людей, что привело к попыткам понять ее физиологию и выяснить, можно ли манипулировать ее активностью для лечения метаболических заболеваний. Примечательно, что в дополнение к хранению или сжиганию жира жировая ткань выделяет в кровоток большое количество гормоноподобных факторов, которые, как известно, влияют на уровень глюкозы в крови и чувствительность к инсулину (адипонектин, адипсин), а также на аппетит и расход энергии (лептин). Хотя многие такие факторы были идентифицированы в белом жире, мало что известно о белках, секретируемых бурым жиром, особенно у людей.

В недавнем исследовании 52 000 пациентов с 18-ФДГ-ПЭТ/КТ для выявления наличия бурого жира мы обнаружили, что у людей с ВАТ+ значительно снизились шансы развития диабета 2 типа (СД2), ишемической болезни сердца и застойной сердечной недостаточности. по сравнению с подобранными людьми, у которых не было коричневого жира. Небольшое независимое исследование показало, что кратковременная активация БЖТ охлаждающими рубашками значительно улучшает чувствительность к инсулину у пациентов с СД2. Эти результаты в совокупности показывают, что BAT обладает исключительным потенциалом для воздействия на метаболическое здоровье человека.

Метаболические преимущества, связанные с БЖТ, не могут быть объяснены только выработкой тепла (термогенезом). Появляющиеся данные свидетельствуют о том, что BAT секретирует определенные молекулы в кровоток. Ряд этих так называемых коричневых адипокинов (или БАТокинов) в настоящее время обнаружен у мышей, и было показано, что они положительно влияют на метаболизм глюкозы в организме и функцию печени, снижая восприимчивость к метаболическим заболеваниям. Однако «секретом» бурого жира у людей изучен недостаточно, и, следовательно, актуальность этих БАТокинов для нашей физиологии остается неясной. В поддержку этого неизведанного направления исследований данные об экспрессии генов из биопсий глубокой шейки BAT показывают, что > 1000 молекул потенциально могут быть секретированы из BAT у людей, а 431 молекула была идентифицирована как высвобождаемая из клеток BAT человека в чашке, но всесторонняя проверка этих белков в образцах крови участников с активированной БЖТ отсутствует.

Целью этого исследования является определение группы белков плазмы, вызванных активацией бурого жира у молодых здоровых людей, и предоставление пилотных данных для более крупного исследования биомаркеров. Мы будем использовать новые беспристрастные мультиплексные инструменты для идентификации до 7000 уникальных белков различной концентрации у субъектов до и после охлаждения. Используя эти данные, мы сможем определить общие циркулирующие факторы, которые коррелируют с активацией BAT, а затем сравнить их с ранее существовавшими данными об экспрессии генов, чтобы найти полипептиды, секретируемые, выделяемые или иным образом высвобождаемые BAT. Хотя это исследование будет сосредоточено на идентификации белков, у нас также есть потенциал для изучения метаболитов малых молекул, секретируемых в кровоток. Этот список BATokines станет инструментом для проверки и ретроспективного перевода данных о мышах из нашей лаборатории и более широкого научного сообщества, заинтересованного в метаболических преимуществах, передаваемых BAT. В дополнение к открытию потенциальных терапевтических мишеней скрининг крови может стать ценной платформой данных для клинических биомаркеров бурого жира. Поскольку современные методы обнаружения БЖТ у человека основаны на глубокой биопсии шеи и/или дорогостоящем сканировании с 18-ФДГ-ПЭТ/КТ, идентификация факторов крови, которые циркулируют пропорционально активности БЖТ или коррелируют с наличием или количеством БЖТ, требует больших затрат. эффективная, неинвазивная альтернатива участникам-людям.