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根据威尔康奈尔医学研究人员的两项研究,破坏身体及细胞在 24 小时内的昼夜循环生物钟会导致脂肪产生。 据发表在 Cell Reports 上的一项研究表明,长期服用糖皮质激素应激激素和扰乱正常的每日释放周期会引发小鼠的临时保护机制。这种机制促进了脂肪细胞的生长和胰岛素的产生,同时降低了血液和肝脏中过多的血糖和脂肪水平。而发表在《美国国家科学院院刊》上的另一研究表明, 脂肪细胞前体仅在与人类晚上相对应的昼夜周期阶段才会变成脂肪细胞。压力和其他使身体“时钟”失去节奏的因素都可能会导致体重增加。 在第一项研究中,作者特鲁埃尔博士团队模拟了库欣病或慢性压力等疾病对糖皮质激素(一类与压力相关的激素)日常波动的破坏性影响。为此,他们在小鼠皮下植入了 21 天内以恒定速率释放糖皮质激素的颗粒,并将它们每天与正常小鼠进行比较。发现服用糖皮质激素颗粒的小鼠中棕色和白色脂肪的数量在 21 天内翻了一番,即使这些小鼠仍然吃着与正常小鼠相同的健康饮食,它们体内的胰岛素水平也会飙升。“老鼠的饮食并没有不同,但新陈代谢的巨大变化会导致体重增加。” 更令人惊讶的是,这些代谢紊乱似乎通过保持低血糖水平并防止脂肪在血液或肝脏中积累而具有“保护作用”。当他们取出颗粒时,代谢变化会迅速逆转。 在第二项研究中,研究人员将一种红色荧光蛋白连接到控制重要生物钟基因表达的蛋白质上,并将黄色荧光蛋白连接到过氧化物酶体增殖物激活受体 γ (PPARG) 上,PPARG 是一种调节脂肪细胞生成的蛋白质。他们使用这两种荧光标记来监测小鼠脂肪细胞前体中 PPARG 和昼夜节律基因表达的日常波动,发现一种称为 CCAAT 增强子结合蛋白 α (CEBPA) 的昼夜节律蛋白会导致 PPARG 的产生迅速增加。一旦 PPARG 水平达到某个阈值,前体细胞就会变成脂肪细胞,这个过程需要几天时间才能完成。 但是否成为脂肪细胞的决定会在 4 小时内迅速发生。 特鲁埃尔博士和她的同事现在正在努力探索为什么扰乱糖皮质激素的日常节律会触发暂时的保护性代谢变化。他们还想了解长期压力或高脂肪饮食是否会使这些变化永久化。这些研究的结果可能有助于确定使用糖皮质激素药物治疗哮喘等疾病。 该研究还可能有助于开发重置肥胖人群昼夜节律的药物,以替代减肥手术进行治疗。 “我们体内的每个细胞都有一个内在的细胞时钟,学习如何使身体的细胞时钟与主生物钟同步至关重要。”
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