日本研究发现NAD+和AKG均可预防因高脂高糖饮食引起的小鼠脂肪分子积累

  日本富山大学研究发现NMN可以调节小鼠脂肪细胞的增殖和分化从而预防脂肪分子积累。

  世界卫生组织已经将肥胖列为一种独立的疾病。研究显示体重指数BMI与18种肿瘤发病风险呈正相关[1]。肥胖正在使慢性疾病年轻化,而肥胖对肝脏的损害甚至可能从儿童时期就开始了[2]。因肥胖被歧视从而导致抑郁或焦虑等也常有发生,对人们的心理健康造成损伤[3]。

  然而,“减肥忌口”却将无数减肥者拒之门外。美食往往离不开高脂高糖,能够不用忌口的同时“消灭”脂肪,几乎是所有减肥者和相关研究人员的梦想。

日本研究发现NAD+和AKG均可预防因高脂高糖饮食引起的小鼠脂肪分子积累插图NMN

日本富山大学

  日本的一项研究就提供了这样的可能性。日本富山大学(University of Toyama)研究人员Okabe及其同事[4]发现NAD+(Nicotinamide adenine dinucleotide,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)和AKG(Alpha-ketoglutarate,α-酮戊二酸)可以调节脂肪细胞的增殖和分化,预防由高脂高蔗糖饮食导致的肥胖。该研究成果被发表在了期刊《细胞与发育生物学前沿》(Front Cell Dev Biol)上。

日本研究发现NAD+和AKG均可预防因高脂高糖饮食引起的小鼠脂肪分子积累插图1NMN

  日本富山大学研究人员Okabe及其同事发现NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)和AKG(α-酮戊二酸)可以调节脂肪细胞的增殖和分化,预防由高脂高蔗糖饮食导致的肥胖。

  肥胖的发生:前脂肪细胞分化

  肥胖主要是由脂肪细胞的数量变多或者体积变大所导致的。脂肪细胞由“前脂肪细胞”转化而来,这一过程被称为“前脂肪细胞分化”。在这个转化过程中,体内多种物质会对其进行精细调控。而当这个过程异常时,就会发生脂肪细胞体积变大,或异位脂肪堆积,也就是人们平时所说的“在不该长肉的地方长肉”,导致炎症和代谢功能障碍。同时这些变化也反过来会影响脂肪细胞的正常生长和分化,进一步促进脂肪堆积。

  NAD+和AKG可以调节前脂肪细胞分化

  NAD+与细胞的多种核心代谢过程密切相关,而NMN(β-烟酰胺单核苷酸)是NAD+的前身,NAD+可由NMN直接转化而来。日本富山大学的Okabe等在《Front Cell Dev Biol》上发表的文章称,在前文提到的“前脂肪细胞分化”过程中,NMN和NAD+的水平显著增加,合成NMN和NAD+的酶的水平显著升高。此外,当研究人员降低NMN和NAD+的水平时,前脂肪细胞的分化水平显著降低。这些结果说明NAD+是前脂肪细胞分化所必需的物质。

  此外,研究还发现在前脂肪细胞分化过程中,AKG的水平显著升高。PPARγ(Peroxisomeproliferator-Activated Receptor γ,过氧化物酶体增殖物激活受体γ)是脂肪生成的主要调节因子,而AKG可以激活PPARγ基因。(图1)

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  AKG可预防饮食诱发的肥胖

  为了研究NAD+和AKG如何影响肥胖,Okabe及其同事将小鼠分成了三组,第1组饲喂正常食物,第2组饲喂高脂高蔗糖饮食,从而人为地诱导小鼠变肥胖,第3组小鼠在饲喂高脂高蔗糖饮食的同时,还为其提供AKG浓度为1.5%的饮用水。

  结果发现,高脂高蔗糖饮食组小鼠的体重显著增加,而同时补充了AKG的高脂高蔗糖组小鼠的体重却远低于前者,与对照组(正常饮食组)小鼠的体重相差无几,这些数据说明AKG可以预防高脂高蔗糖饮食引起的肥胖(图2)。

日本研究发现NAD+和AKG均可预防因高脂高糖饮食引起的小鼠脂肪分子积累插图3NMN

  在显微镜下观察这些小鼠的脂肪组织,会发现高脂高蔗糖饮食组小鼠的脂肪细胞体积明显增大。而补充了AKG的高脂高蔗糖组小鼠的脂肪细胞体积显著低于前者(图3),说明AKG可以通过抑制脂肪细胞体积增长来防止肥胖。此外,高脂高蔗糖饮食组小鼠的前脂肪细胞分化过程中的基因受损,而补充了AKG的高脂高蔗糖组则没有这样的情况。

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  NMN或AKG是否可以应用于治疗和预防人类的肥胖症

  这项研究的作者认为,NAD+和AKG可能会成为未来肥胖治疗的新方向,但仍需进一步的临床试验来探索在人类中是否能够达到同样的效果。

参考文献

  [1] Fang XX, Wei JY, He XY, et al. Quantitative association between body mass index and the risk of cancer: A global Meta-analysis of prospective cohort studies[J]. Int J Cancer, 2018,143(7):1595-1603. DOI: 10.1002/ijc.31553.

  [2] Anderson EL, Howe LD, Jones HE, et al. The Prevalence of Non‑Alcoholic Fatty Liver Disease in Children and Adolescents:A Systematic Review and Meta‑Analysis[J]. PLoS One, 2015, 10(10): e0140908. DOI: 10.1371 / journal.pone.0140908.

  [3] Rebecca M Puhl, Chelsea A Heuer. Obesity stigma: important considerations for public health[J]. Am J Public Health. 2010, 100(6):1019-28. DOI: 10.2105/AJPH.2009.159491. Epub 2010 Jan 14.

  [4] Okabe K, Nawaz A, Nishida Y, et al. NAD+ Metabolism Regulates Preadipocyte

  Differentiation by Enhancing α-Ketoglutarate-Mediated Histone H3K9 Demethylation at the PPARγ Promoter. Frontiers in cell and developmental biology 2020; 8: 586179.

  文章来源:https://www.nmn.cn/news/ev01n