Nature子刊 | 这款抗癌药物,能够促进脂肪燃烧,即使多吃也不胖

发布时间:2021-03-19 15:16     文章来源:未知     作者:普略生物

肥胖症已成为21世纪最重要的公共卫生问题之一,目前全世界有三分之一的人口过重或肥胖。肥胖症不仅给患者健康造成负面影响,给患者生活带来诸多不便,同时带来诸多并发症,包括脂肪肝、肝硬化、心血管疾病、癌症等。高脂饮食是导致肥胖症的一个重要原因。高脂食物中的脂类成分易被肠胃吸收,经肝脏代谢后储存在脂肪组织,进而造成了体重增加与机体代谢异常。
近日,加州大学旧金山分校Davide Ruggero杨浩君团队在《Nature Metabolism》杂志上发表了题为“The major cap-binding protein eIF4E regulates lipid homeostasis and diet-induced obesity”的文章,首次发现了调控真核蛋白翻译信使核糖核酸(mRNA)起始因子eIF4E可以抑制高脂食物引起的肥胖症和脂肪肝。作者发现通过基因编辑手段在小鼠中降低eIF4E,可以抑制高脂食物喂养下小鼠的体重体重增加,抑制脂肪在肝脏中的堆积,控制小鼠血糖。
此外,该研究还表明,该团队之前开发的已进入临床2期的抗癌药物eFT508(tomivosertib),能够选择性抑制eIF4E磷酸化,从而促进脂肪燃烧,即使在高脂肪饮食条件下,也不易增重。

 

eIF4E是真核细胞中重要的翻译信使核糖核酸(mRNA)到蛋白的起始因子,Dr. Ruggero组曾发现,在小鼠中通过基因编辑孵育的只含有一个拷贝的eIF4E+/-小鼠,虽然只表达50%量的eIF4E,但是不影响小鼠整体的mRNA翻译,而是只针对性影响特定一类基因的表达,特别是一些致癌基因通路中的基因。在此项研究中,研究团队在5个月的时间里连续给正常野生型(WT)小鼠和eIF4E基因单拷贝敲除的杂合子(eIF4E+/-)小鼠喂食高脂肪食物。结果发现,杂合子小鼠增重仅为野生型小鼠的一半,这表明eIF4E与肥胖相关的脂肪储存有关


高脂饮食导致的肥胖依赖eIF4E

肝脏是重要的调控脂代谢的场所,它调控着脂肪在身体中的吸收和运输。为了一步研究eIF4E在脂代谢中的作用,该文章作者取用高脂代谢喂养20周eIF4E+/-小鼠和野生型小鼠的肝脏,运用质谱技术进行蛋白质组学研究,发现了一组蛋白,在高脂食物的环境下在野生型小鼠的肝脏中大量表达,但是却并没有在eIF4E+/-小鼠中同样高表达,说明这组跟高脂食物代谢相关的蛋白的表达依赖于eIF4E。 


 
进一步研究这组蛋白,作者发现这组蛋白主要属于脂代谢相关通路,同时他们主要作用于脂肪堆积和脂粒形成。生物化学研究表明eIF4E确实调控这些蛋白丛mRNA的翻译,而不是影响他们的mRNA含量。作者们进一步在细胞中发现,如果同样减少一半的eIF4E表达量,在植物油酸的刺激下,细胞形成更小的脂粒,同时聚集更少的三油甘酸脂,这一现象同样是由于低表达了那组蛋白,特别是对干细胞脂粒形成其关键作用的Plin2引起的。而脂粒变小这一现象可以通过在eIF4E+/-细胞中过量表达Plin2来逆转,说明Plin2的不足表达是eIF4E含量减少导致的脂粒减小脂堆积降低的原因。


高脂饮食中脂肪肝的发生及eIF4E通路分析

为了进一步了解eIF4E对脂代谢的影响,本文作者对高脂喂养的eIF4E+/-小鼠和野生型小鼠的肝脏的代谢物组学进行了研究,他们发现在eIF4E+/-中一组特定的脂代谢物Acyl-Carnitine明显降低,Acyl-carnitine是重要的传输脂肪酸进入线粒体进行脂肪酸分解的中间产物,它的减少暗示着eIF4E+/-肝脏中脂肪分解的提高。之前的研究曾表明Plin2表达量的减少曾经被发现会增加脂肪酸的分解 ,同时另一个在eIF4E+/-肝脏中降低表达的蛋白Scd1,也会间接调控脂肪酸向线粒体中的运送。为了验证eIF4E是否影响脂肪酸分解,本文作者提取高脂喂养的eIF4E+/-小鼠和野生型小鼠的肝脏中的线粒体,在体外进行脂肪酸分解检验,实验证明eIF4E+/-肝脏的线粒体确实有更高的分解脂肪酸的能力。同时,作者还发现高脂喂养的eIF4E+/-小鼠比野生型小鼠有更高的耗氧率,这一指标可以间接表明小鼠体内的能量消耗,表明。eIF4E+/-小鼠有更强的能力消耗能力。
eFT508通过选择性抑制丝裂原活化蛋白激酶相互作用激酶1/2(MNK1/2),在癌症免疫周期的多个节点起作用。

临床前研究表明,eFT508单独使用能够增强抗肿瘤免疫力。临床试验研究表明,eFT508免疫检查点抑制剂联合使用,可以克服癌症患者对免疫检查点抑制剂的耐药性,从而提高对检查点抑制剂的敏感性,产生更高的响应率。此外,eFT508与化疗药物紫杉醇联用治疗转移性乳腺癌的临床试验正在进行中。
总的来说,这项研究表明,eIF4E的活性在控制高脂饮食相关的肥胖中发挥重要的驱动作用,因此,针对eIF4E的药物,例如eFT508,有望用于治疗肥胖,及肥胖相关疾病。
许多研究证实了肥胖是导致癌症的重要因素,这项研究发现,抗癌药物eFT508能够有效促进脂肪燃烧,抑制肥胖,这也为进一步探究肥胖与癌症之间的关联提供有价值的新线索.

参考资料:
[1]Crystal S. Conn, et al., The major cap-binding protein eIF4E regulates lipid homeostasis and diet-induced obesity. 2021. Doi:10.1038/s42255-021-00349-z.

 
 
 
 
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