Когда жировые клетки меняют цвет

В организме млекопитающих существует три типа жировой ткани. Белые адипоциты в основном расположены в брюшной и подкожной областях и специализированы на запасании избыточной энергии. В отличие от них, бежевые и бурые адипоциты активно расходуют энергию, производя тепло. Команда исследователей из Фрайбурга под руководством профессора Роланда Шуле и доктора Дельфин Дютейль показала, что эпигенетический фермент лизин-специфическая деметилаза 1 (Lsd1) играет ключевую роль в поддержании метаболических свойств бурого жира.

«Изменения, вызванные удалением Lsd1, оказывают вторичное влияние на набор веса и толерантность к глюкозе с возрастом», — объясняет профессор Шуле. Исследователи селективно удалили Lsd1 и инактивировали его каталитическую активность в бурых адипоцитах, что вызвало выраженное «побеление» бурой жировой ткани: цвет клеток стал бледнее, их размер увеличился, и они начали запасать энергию вместо её расходования. Понимание этих процессов может помочь в разработке новых стратегий борьбы с ожирением и диабетом.

Как показало исследование, Lsd1 влияет на жировые клетки с помощью двойного механизма. Фермент подавляет экспрессию генов, содержащих информацию для белых адипоцитов. Одновременно Lsd1 способствует экспрессии генов, содержащих информацию для бурых адипоцитов. Анализы команды показали, что эти противоположные функции Lsd1 координируются различными белковыми комплексами с участием фермента.

Кроме того, согласно анализу исследователей, Lsd1 необходим для регуляции метаболизма, например, для окисления жирных кислот. Если Lsd1 ингибировать у мышей, клетки животных начинают поглощать больше глюкозы, их способность преобразовывать глюкозу в энергию увеличивается, а использование жирных кислот, например, снижается. В результате животные значительно набирают вес. Накопление промежуточных продуктов гликолиза — процесса расщепления глюкозы — в организме способствует наблюдаемому побелению бурой жировой ткани.

Однако исследование также показало, что мыши с удалённым Lsd1 защищены от непереносимости глюкозы, которая часто наблюдается при диабете 2-го типа. При этом заболевании инсулин не может достаточно эффективно регулировать уровень сахара в крови после приёма глюкозы. Ингибиторы Lsd1 уже проходят клинические испытания, для которых выводы исследовательской группы из Фрайбурга также могут быть полезны.