Новые данные о причинах ожирения

Ученые из Университета Мичигана (University of Michigan, США) сделали неожиданное открытие, способное помочь решить проблему ожирения.

Исследовав химические сигналы, передаваемые между жировыми клетками мышей, ученые впервые показали ключевую роль белка Sfrp5 в развитии ожирения. Если полученные данные можно будет транслировать на человека, они смогут лечь в основу разработки новой группы лекарственных препаратов для борьбы с ожирением. Результаты исследования будут опубликованы в июльском выпуске журнала Journal of Clinical Investigation.

Новое исследование было проведено под руководством профессора медицины Ормонда МакДугальда (Ormond MacDougald) с кафедры Молекулярной и интегративной физиологии Университета Мичигана. Во время проведения экспериментов ученые основывались на результатах предыдущих исследований научной группы МакДугальда, показавших значимую роль сигнального пути WNT в развитии клеток жировой ткани (адипоцитов).

В серии экспериментов ученые показали, что в сигнальный путь WNT вовлечена молекула Sfrp5. Она стимулирует рост адипоцитов и подавляет сжигание жира в митохондриях – внутриклеточных органеллах, преобразующих жиры и другие соединения в энергию, поддерживающую активность клетки.

Блокировав синтез белка Sfrp5 в клетках, ученые получили линию мышей, у которых ожирение развивалось медленнее. Их адипоциты не увеличивались в размерах даже в тех случаях, когда животные потребляли продукты с высоким содержанием жиров. При трансплантации жировой ткани, полученной от мышей с дефицитом белка Sfrp5, нормальным мышам эти изменения сохранялись.

«Похоже, что при ожирении молекула Sfrp5 вовлекается в сигнальный путь WNT, и создается положительная обратная связь, при которой поддерживается продукция этой молекулы», - рассказывает МакДугальд.

Ученый отмечает, что результаты, полученные его научной группой, противоречат результатам, полученным другой командой исследователей. Статью ученых из Университета Мичигана сопровождает комментарий немецких специалистов, в котором отмечена убедительность доказательств, полученных научной группой МакДугальда.

МакДугальд и его коллеги в течение пяти лет изучали особенности работы сигнального пути WNT в жировой ткани. Затем они сконцентрировались на изучении белка Sfrp5 в связи с тем, что, как и другие специалисты, отметили, что у животных с избыточным весом в жировой ткани синтезируется большее количество Sfrp5.

Ученые скрестили мышей, в организме которых не синтезировался белок Sfrp5, надеясь получить потомство, устойчивое к развитию ожирения. По мнению исследователей, в организме выведенных животных не должна была происходить трансформация клеток в адипоциты, несмотря на потребление продуктов с повышенным содержанием жиров.

Однако оказалось, что у полученных мышей было такое же количество жировых клеток, что и в организме нормальных животных. Но жировые клетки мышей с дефицитом белка Sfrp5 в организме не накапливали жир и не увеличивались в размере. В результате животные не толстели вне зависимости от количества жиров в их рационе.

Детальное изучение мышей, в организме которых не синтезировался белок Sfrp5, показало, что у них была усилена активность экспрессии генов, связанных с работой митохондрий. В отсутствие белка Sfrp5 в митохондриях поддерживался повышенный уровень сжигания жиров и других энергетических субстратов.

«Полученные результаты доказывают, что белок Sfrp5 является важным модулятором активности митохондрий. Это было впервые обнаружено при изучении сигнального пути WNT в адипоцитах», - говорят ученые.

МакДугальд объяснил, что белок Sfrp5 представляет собой «рецептор-приманку» для молекул, участвующих в сигнальном пути WNT. Присоединяясь к белку Sfrp5, они не связываются с поверхностными клеточными рецепторами, с которыми должны были взаимодействовать в норме. В результате сигнальный путь WNT ослабляется, что способствует накоплению клетками жира и увеличению их в размерах, кроме того, снижается скорость сжигания жира в клетках. Затем клетки начинают синтезировать белок Sfrp5 в еще больших количествах, создавая обратную положительную связь, которая длительно поддерживает тенденцию в адипоцитах к накоплению жиров.

Фармакологические компании уже исследуют сигнальный путь WNT в качестве потенциальной мишени для лекарственных препаратов, направленных на образование костной ткани. Результаты нового исследования наводят на мысль, что этот сигнальный путь, вероятно, может стать мишенью нового класса лекарственных препаратов против ожирения. Однако МакДугальд предупреждает, что полученные результаты необходимо более детально изучить на мышах и человеке.

Исследование проведено при финансовой поддержке Национальных Институтов Здоровья США (National Institutes of Health, США).

При ожирении происходит увеличение размеров и количества адипоцитов. На картинке изображена жировая ткань с клетками, накапливающими жир (зеленого цвета). Ядра клеток окрашены в голубой цвет. (фото: U-M, MacDougald Laboratory)

По материалам University of Michigan Health System

Оригинальная статья:
Hiroyuki Mori, Tyler C. Prestwich, Michael A. Reid, Kenneth A. Longo, Isabelle Gerin, William P. Cawthorn, Vedrana S. Susulic, Venkatesh Krishnan, Andy Greenfield, Ormond A. MacDougald. Secreted frizzled-related protein 5 suppresses adipocyte mitochondrial metabolism through WNT inhibition. Journal of Clinical Investigation, 2012; DOI: 10.1172/JCI63604