Nat:蛋白HDAC3是哺乳动物棕色脂肪组织释放热量所必需的 热器

顾汉现

Nature：蛋白HDAC3是哺乳动物棕色脂肪组织释放热量所必需的

来源：生物谷 2017-06-16 20:33

2017年6月16日/生物谷BIOON/---当我们沐浴在署夏的阳光中时，很容易想当然地以为人类也准备好应付冬季的寒冷，如穿起衣柜中的大衣，此外开启家庭暖气系统可进一步抵抗温度下降。并不是所有的温血动物都是如此幸运的。比如，当遭遇低温时，小鼠依赖它们的肩胛骨之间的一种特定的器官来产生热量。这种器官是由被称作棕色脂肪细胞的特定脂肪细胞组成的。在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员详细地描绘了让这些棕色脂肪细胞释放热量所必需的一种分子，即组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3）。相关研究结果于2017年6月14日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Histone deacetylase 3 prepares brown adipose tissue for acute thermogenic challenge”。

在体内，棕色脂肪细胞燃烧糖和脂肪产生热量。人们已将其注意力放在这些细胞上，这是因为它们燃烧的一些糖和脂肪是被储存在身体中的，而且可能导致白色脂肪增加，从而增加肥胖产生的风险。

在小鼠体内，这种棕色脂肪组织依赖于一种被称作解偶联蛋白1（UCP1）的分子。该分子像一种加热元件那样发挥作用。缺乏UCP1基因的小鼠即便短期暴露在接近零度的温度下也不能够存活下来。论文通信作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院糖尿病、肥胖与代谢研究所主任Mitchell Lazar博士、他的实验室的博士生Matthew Emmett（也是论文共同第一作者）和他们的同事们发现棕色脂肪细胞缺乏HDAC3的小鼠不能够启动UCP1基因，因而就与缺乏UCP1基因的小鼠那样对寒冷的有害影响同样地敏感。这项研究证实HDAC3是启动这种棕色脂肪细胞释放热量所必需的，即便当UCP1基因保持完整时，也是如此。

HDAC3在宿主细胞的表观基因组上发挥着功能。Lazar团队分析并整合了大量的DNA序列数据集，从而有助发现HDAC3启动这些棕色脂肪细胞释放能量的机制。这项研究的生物信息学分析部分是论文共同第一作者Hee-Woong Lim博士和研究助理教授Kyoungjae Won博士完成的。

五年前的研究已证实成年人也拥有棕色脂肪组织。尽管并未确定它是否像啮齿类动物那样位于肩胛骨之间，但是它也被低温激活，释放热量，不过这并不足以取代外套和取暖器。成年人中的棕色脂肪分布得更加广泛：棕色脂肪细胞分布于颈动脉、乳动脉、心脏和肺部等体腔区以及胰腺、肾脏和脾脏等其他的实体器官中。皮下棕色脂肪堆积也能够在颈肌、锁骨和腹壁附近发现到。这些研究也已证实肥胖的人比苗条的人拥有更少的棕色脂肪。

鉴于棕色脂肪细胞在体内燃烧糖和脂肪，通过增加这种燃烧来提高体内代谢从而实现体重减少和糖尿病控制可能是可行的。然而，令人吃惊的是，棕色脂肪细胞中缺乏HDAC3的小鼠并不会变胖。不论存在何种关联性，这项新的研究提示着确保棕色脂肪细胞及其含有的HDAC3保持在良好的工作状态是至关重要的。（生物谷 Bioon.com）

原始出处：

Matthew J. Emmett, Hee-Woong Lim, Jennifer Jager et al. Histone deacetylase 3 prepares brown adipose tissue for acute thermogenic challenge. Nature, Published online 14 June 2017, doi:10.1038/nature22819

http://news.bioon.com/article/6705317.html

https://www.nature.com/nature/jo ... ll/nature22819.html



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顾汉现

自然| 信

组蛋白脱乙酰酶3制备棕色脂肪组织用于急性发热挑战  发热器官

马修·埃梅特（Matthew J. Emmett）        e ong林，        珍妮弗·贾格（Jennifer Jager）        汉娜·里希特（Hannah J. Richter）        海洋Adlanmerini，        林赛C.皮德，        Erika R. Briggs，        David J. Steger，        陶马，        Carrie A. Sims，        约瑟夫·鲍尔（Joseph A. Baur）        黎明，        Kyoung-Jae Won，        帕特里克·塞勒（Patrick Seale）        Zachary Gerhart-Hines        ＆Mitchell A. Lazar
隶属关系捐款通讯作者
性质 （2017） DOI：10.1038 / nature22819
收到 2016年7月20日 公认 2017年5月3日 在线发布 2017年6月14日

棕色脂肪组织是一种发热器官，其作为热量消散化学能，以保护动物免受低体温和抵抗代谢疾病1。然而，在环境感冒之前确定棕色脂肪组织的生热能力的转录机制是未知的。这里我们显示组蛋白脱乙酰酶3（HDAC3）是激活棕色脂肪组织增强剂以确保发热能力所必需的。具有棕色脂肪组织特异性遗传消融HDAC3的小鼠变得严重低温并且屈服于急性冷暴露。缺乏HDAC3的棕色脂肪组织中几乎不存在解偶联蛋白1（UCP1），线粒体氧化磷酸化基因也显着下调，从而导致线粒体呼吸减弱。值得注意的是，虽然HDAC3作为转录抑制因子2的典型作用，但其作为褐色脂肪组织中雌激素相关受体α（ERRα）的共激活剂起作用。ERRAC的HDAC3共活化由PGC-1α的脱乙酰化介导，是Ucp1，Ppargc1a（编码PGC-1α）和氧化磷酸化基因的转录所必需的。重要的是，HDAC3独立于肾上腺素能刺激促进这些基因的基础转录。因此，HDAC3独特地引发Ucp1和生热转录程序，以保持棕褐色脂肪组织中产热的关键能力，可以在暴露于危险的寒冷温度下快速接触。

https://www.nature.com/nature/jo ... ll/nature22819.html



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