Содержащийся в мозге белок SH2B1 является центральным элементом системы контроля веса тела благодаря выполнению ключевых ролей в таких процессах, как накопление жира, использование углеводов и регуляция потоков энергии.

В экспериментах с использованием ряда генетических, диетологических и гормональных подходов ученые Мичиганского университета, работающие под руководством доктора Лиангйоу Руи (Liangyou Rui), доказали, что белок SH2B1 регулирует функции ключевых ферментов, отвечающих за усвоение поступающей с пищей энергии – инсулина и лептина.

Работа проводилась на экспериментальных мышах, в том числе двух трансгенных линий, клетки мозга которых экспрессировали уникальные формы белка SH2B1. Этот белок содержится во всех тканях организма, однако ученые установили, что свою активность он проявляет преимущественно в гипоталамусе – зоне мозга, отвечающей за координацию сигналов, связанных с потреблением пищи, голодом, а также балансом энергии и питательных веществ в организме.

В более ранней работе авторы показали, что отсутствие у мышей гена, кодирующего SH2B1, приводит к развитию ожирения, диабета и потери контроля над потреблением пищи. Организм таких животных перестает реагировать на посылаемые лептином и инсулином сигналы к прекращению приема пищи и запасания жира.

В последней работе, кроме нормальных и не имеющих гена SH2B1 животных, ученые использовали мышей, в организме которых синтез SH2B1 осуществлялся исключительно клетками мозга, причем либо в нормальных, либо в повышенных количествах. Они обнаружили, что восстановление синтеза белка SH2B1 в мозге не только приводило к исчезновению метаболических симптомов, развивающихся у мышей, не способных к его синтез, но и приводило к улучшению способности мозга реагировать на лептин и регулировать режим питания.

Кроме того, мыши с повышенным синтезом SH2B1, в отличие от остальных животных, не набирали лишний вес и не теряли способности реагировать на лептин даже при употреблении высококалорийной диеты.

Белок SH2B1 является регулятором множества клеточных функций. Перемещаясь от клеточной мембраны к ядру, он может связываться с различными молекулами, что приводит к запуску соответствующих сигналов. В частности, он может вступать во взаимодействие с ферментами тирозинкиназами, в число которых входят рецепторы к инсулину и факторам роста клеток. Одним из наиболее важных «партнеров» SH2B1 является молекула JAK2, активирующаяся при взаимодействии лептина с поверхностью клетки мозга. Лептин сигнализирует о насыщении, а комплекс SH2B1/JAK2 передает этот сигнал дальше.

Авторы занимались также изучением функций SH2B1 в жировых клетках и показали, что отсутствие у мышей кодирующего SH2B1 гена приводит к запасанию бОльшего количества жира и формированию более крупных адипоцитов. Такие животные имели в среднем в 2,5 раза больше жира, чем нормальные мыши. Восстановление функции гена в мозге животных приводило к исчезновению симптомов и снижению объема жировой ткани ниже нормы.

Неспособность жировых клеток таких животных синтезировать SH2B1 навела ученых на мысль, что содержащийся в жировой ткани белок способствует накоплению жира. Проверка этой гипотезы привела к открытию участия SH2B1 в превращении эмбриональных стволовых клеток в адипоциты. Однако, судя по всему, функции SH2B1 в мозге блокируют его эффекты в жировой ткани.

Руи и коллеги планируют продолжить работу над изучением функций белка SH2B1 в мозге и организме в целом и надеются перенести полученные результаты в клиническую практику. Они считают, что их открытие поможет в разработке методов борьбы с ожирением и его последствиями, в том числе метаболическим синдромом и диабетом 2 типа.

Статья Decheng Ren et al. Neuronal SH2B1 is essential for controlling energy and glucose homeostasis опубликована в открытом доступе электронной версии J. Clin. Invest. 18.01.2007 (doi:10.1172/JCI29417).

Евгения Рябцева
Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам ScienceDaily.