今日Cell:为了燃烧脂肪,你的生物钟也是拼了……

顶尖学术期刊《细胞》上发表了一项有趣的研究。来自宾夕法尼亚大学医学院的科学家们发现,高脂饮食会对小鼠的生物钟造成明显的影响,使得肝脏在大量生成脂肪的同时,还会大量燃烧脂肪!

我们知道,营养分配在全球尺度上是不平均的:全球有10亿人遭受营养不良的困扰,却也有10亿人营养过剩,导致肥胖等疾病。在美国,营养过剩是一个公共健康隐患,甚至已经达到了流行病的当量。

最近的一些研究发现,肥胖等代谢类疾病可能与生物钟的紊乱有关。那些日夜颠倒,或是患有睡眠疾病的人群,尤其容易得代谢类疾病。因此,了解生物钟在背后扮演的作用,有望为代谢类疾病的治疗带来新的契机。

为了在这一领域做出新的突破,研究人员们给小鼠投喂了高脂饮食,并分析这种不健康的饮食结构能对基因表达造成怎样的影响。他们尤其将注意力放在和生物钟有关的基因上,想从中找到一些灵感。

果不其然,在高脂饮食下,小鼠肝脏里的基因表达水平发生了明显的变化,而这种变化展现出了节律。其中,和肝脏合成脂肪有关的基因,在高脂饮食下得到了诱导表达,而这个过程离不开SREBP蛋白的参与。这些结果表明,高脂饮食通过影响基因表达的生物钟,导致肝脏脂肪的大量合成。

▲在高脂饮食下(红色),合成脂肪的基因展现出了明显的节律性(图片来源:《细胞》)

但令人意外的是,研究人员们还发现,高脂饮食竟然也能促进“脂肪氧化”基因的表达。有趣的是,从时间上看,肝脏合成脂肪的高峰期,正好与脂肪氧化的高峰期所重叠。进一步的研究,则揭示了另一个有趣的事实。这些脂肪的燃烧,受到了一种叫做PPAR-alpha蛋白的调控。而PPAR-alpha蛋白的激活,却依赖于SREBP1蛋白!

▲高脂饮食(红色)也能促进脂肪氧化细胞的节律性表达(图片来源:《细胞》)

也就是说,仿佛是为了防止体内产生过多的脂肪一般,我们的生物钟也在努力对脂类代谢进行调节,尽量多消耗一些脂肪。

“我们猜测这种由饮食诱导的同步性,是对营养过剩环境做出的反应。这会让脂肪燃烧的速度超过肝脏脂肪积累的速度。”该研究的第一作者Dongyin Guan博士说道。

▲本研究的第一作者Dongyin Guan博士(图片来源:Mitchell Lazar教授实验室官网)

这项研究不仅揭示了生物钟对于脂肪积累/燃烧的作用,还有望带来实际的应用。研究人员们发现,如果我们遵循小鼠生物钟的规律,在大约下午5点时使用降脂药物,就有望和体内的PPAR-alpha蛋白峰值相匹配,产生更好的降脂效果。

▲本研究的图示(图片来源:《细胞》)

“我们的研究表明由于PPAR-alpha蛋白的节律性,降低肝脏脂肪和血脂的药物在每天的特定时间会变得更有效,”该研究的通讯作者Mitchell Lazar教授说道:“利用这一原则,我们有望更好地治疗肝脏代谢疾病患者,给他们带来实实在在的收益。”



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