科學家發現了一種蛋白質開關，可以燃燒脂肪並阻止新的脂肪細胞

魏茨曼科學研究所的科學家發現了一種名為 MTCH2 的蛋白質，綽號為“米奇”，它似乎在細胞管理能量和儲存脂肪的過程中發揮關鍵作用。在最近发表的一项研究中 恩布雜誌研究團隊發現，使人體細胞中的這種蛋白質失去活性會增加脂肪和碳水化合物的燃燒速度，同時也會減少新脂肪細胞的形成。

這些結果是基於先前對小鼠的研究，該研究產生了令人驚訝的結果。肌肉中缺乏 METCH 的動物身體變得更健康，耐力更強，對肥胖有顯著的抵抗力。

老鼠身上驚人的發現

幾年前，阿坦‧格羅斯教授和他的同事在研究米奇時做出了意想不到的觀察。當研究人員抑制小鼠肌肉組織中的蛋白質產生時，這些動物的身體組成顯著改善。

小鼠不僅避免了肥胖，還長出了更多的肌肉纖維。這些纖維消耗大量氧氣，並與提高耐力和運動表現有關。這些動物在身體壓力測試中表現較好，心臟功能也有所改善。

這項發現提出了一個重要問題。滅活單一蛋白質如何預防肥胖並增強身體耐力？

為了回答這個問題，研究人員將注意力轉向粒線體，細胞內的小型結構，通常被描述為發電廠。粒線體產生細胞運作所需的能量，並在新陳代謝（將食物轉化為可用能量的一系列化學過程）中發揮核心作用。

粒線體如何影響脂肪燃燒？

粒線體的形狀和組織可以揭示許多有關細胞如何產生能量的資訊。

有時粒線體會融合在一起形成大型、互連的網絡，從而有效地產生能量。在其他情況下，它們仍然被分成更小、效率較低的單一單元。當能量產生效率降低時，細胞會透過消耗更多的燃料（包括脂肪、碳水化合物和蛋白質）來補償。

经过多年的研究，魏茨曼免疫学和再生生物学系的格罗斯团队发现，冰毒通过调节线粒体融合来帮助控制这一过程。這項發現為小鼠身上出現的異常結果提供了可能的解釋。

下一步是確定相同的機制是否適用於人類細胞。

當米奇被移除後會發生什麼事？

這項新研究由博士生 Sabita Chaurasia 領導，利用基因工程技術從人體細胞中去除米奇蛋白。

結果令人興奮。

沒有米奇，正常的粒線體網絡就會分裂成單獨的單元。能量生產效率降低，使細胞處於研究人員所說的持續能量不足狀態。

乍一看，這似乎有害。然而，當目標是增加能量消耗和減少脂肪累積時，這種低效率實際上可以對身體有利。努力產生能量的細胞必須消耗更多的燃料來滿足需求。

「刪除 Mitch 後，我們每隔幾個小時就會檢查 100 多種參與人體細胞新陳代謝的物質的影響，」Chaurasia 解釋道。 “我們看到細胞呼吸的增加，即細胞利用氧氣從碳水化合物和脂肪等營養物質中產生能量的過程。這解釋了之前使用小鼠進行的實驗中肌肉耐力的增加。”

人體細胞開始消耗更多的脂肪

由於改良的電池需要更多的能量，因此它們消耗更多可用的燃料來源。

研究人員觀察到脂肪、碳水化合物和胺基酸的分解更多。他們也發現細胞產生能量的方式發生了重大轉變。

正常細胞通常更依賴碳水化合物和蛋白質。然而，缺乏 METCH 的細胞更依賴脂肪作為主要燃料來源。

「我們發現刪除米奇會導致膜脂顯著減少，」格羅斯解釋道。 “與此同時，我們看到用於產生能量的脂質有所增加，並且我們意識到脂質正在從細胞膜中清除以用作燃料。換句話說，我們表明 MET 決定了人體細胞中脂質的命運。”

結果顯示 METCH 是一個重要的調節因子，有助於確定脂肪是否會被儲存或燃燒。

防止新脂肪細胞的形成

研究人員發現了去除米奇的另一個重要影響。

先前的研究表明，肥胖女性的蛋白質含​​量往往較高。這項觀察結果促使研究小組研究 METCH 是否也可能影響新脂肪細胞的形成。

脂肪細胞由稱為祖細胞的前驅細胞產生。在適當的條件下，這些未成熟的細胞會累積脂肪，並透過稱為分化的過程發育成成熟的脂肪儲存細胞。

當研究人員從祖細胞中移除 MET 時，這種轉化變得更加困難。

「當我們從祖細胞中刪除 METCH 時，我們發現這些細胞中創造的環境不利於新脂肪的合成，」格羅斯解釋道。 「降低合成膜的能力會阻止細胞生長、發育和達到可能分化的程度。脂肪積累的過程需要大量的可用能量，但在沒有MET的細胞中，能量缺乏。此外，分化所需基因的表達受到抑制，並且缺乏該過程發生的重要材料。結果，新脂肪細胞的分化減少，同時脂肪的積累也隨之減少。”

換句話說，缺乏 METCH 的細胞不僅燃燒更多的脂肪，而且創造新細胞來儲存脂肪的能力也較差。

肥胖研究的潛在新方向

儘管這項工作是在細胞中進行的，距離治癒還很遙遠，但結果揭示了影響能量使用和脂肪儲存的強大生物途徑。

透過增加脂肪燃燒，同時減少新脂肪細胞的形成，針對 METCH 最終可以為研究人員提供對抗肥胖的新策略。這項發現也可能有助於解決與現代減肥治療相關的最緊迫的挑戰之一：保持健康的肌肉，同時減少多餘的身體脂肪。

來自魏茨曼科學研究所、賓州大學和德州大學聖安東尼奧分校的研究人員參與了這項研究。

阿坦·格羅斯 (Atan Gross) 教授擔任馬切塔教授和弗雷德里克·亞歷山大 (Frederick Alexander) 教授的主席。他的研究也得到了 Amnon Shoham 的支持。