梁斌课题组在铁过载与脂肪积累和肥胖研究中取得重要进展

来源:中科院昆明动物研究所 发布时间:2016年03月30日 浏览次数: 【字体: 收藏 打印文章

铁是几乎所有生物体必需的金属离子,对维持正常的生理机能非常重要, 如参与血红蛋白的合成,细胞呼吸过程中的电子传递,以及某些酶的活性调节等。几十年来,大量的临床研究发现,机体铁过载(Iron overload)和血清中铁蛋白(Ferritin,动态储存铁的蛋白质)含量和肥胖及肥胖相关疾病(如糖尿病、脂肪肝)高度正相关性,而降低铁和铁蛋白含量可以缓解这些代谢性疾病症状。然而,铁过载导致的脂肪积累分子机制未知。

模式生物秀丽线虫(C. elegans)生活周期短,易于开展大规模遗传筛选,其铁代谢途径和脂类代谢非常保守途径(Zhang et al, BMC Genomics,2013)。梁斌课题组的研究生王海臻和姜雪等研究发现,和哺乳动物一样,铁过载导致秀丽线虫铁蛋白表达上升、脂肪含量增加;随后他们发现,铁过载诱导血清及糖皮质激素诱导激酶(Serum and glucocorticoid inducible kinase, sgk-1)的mRNA和蛋白的表达;相反,降低铁含量抑制SGK-1的表达。SGK-1上调脂肪酸转运蛋白(FATP)的同源基因(ACS-20)的表达,增加肠道从食物中摄取更多脂类,进而通过脂滴蛋白 VIT-2/3将吸收的脂类转运到脂滴中储存起来,导致秀丽线虫肥胖。他们同时还发现,细胞色素 P450 家族的CYP-23A1 起到了平衡脂肪代谢与铁代谢的作用,敲除 cyp-23A1 导致线虫对铁过载更加敏感,但该效应也依赖于SGK-1。该研究表明,血清及糖皮质激素诱导激酶SGK-1是一个新的协同调控铁代谢和脂代谢的核心基因,由于SGK-1敲除的小鼠无其它明显表型,SGK-1有望作为治疗铁过载导致的肥胖和肥胖相关代谢性疾病的潜在靶标。

该研究工作已接受并在线发表在国际遗传学领域专业期刊GENETICS(http://www.genetics.org/content/early/2016/03/23/genetics.116.186742)。该项研究工作得到了中国科学院先导B专项、国家自然科学基金、云南省自然科学基金重点项目、“遗传资源与进化国家重点实验室”开放课题的资助。梁斌课题组的研究生王海臻和姜雪为共同第一作者,梁斌和昆明学院的邹晓菊副教授为共同通讯作者。

图注:铁过载(FAC)诱导SGK-1表达,进而上调ACS-20和VIT-2/3,增加脂类的吸收和转运,导致秀丽线虫脂滴(mRuby::DGAT-2)增大、脂肪过多累积。

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