线粒体分裂：揭示肥胖代谢之谜的新一步
在当今社会，肥胖问题愈演愈烈，大大增加了2型糖尿病、非酒精性脂肪肝病等心脏代谢异常的患病率。虽然人们对饮食和运动等生活方式因素在肥胖发展中的作用有一定了解，但科学家们逐渐认识到，肥胖还与内在的代谢异常有关，其中包括线粒体功能障碍。最近，加利福尼亚大学（UC）圣地亚哥医学院的研究团队进行的小鼠实验为我们揭示了肥胖如何影响细胞内的线粒体，这是细胞中产生能量的重要结构。
研究发现，当小鼠被喂以高脂饮食时，其脂肪细胞内的线粒体会分裂成较小的结构，其燃烧脂肪的能力降低。更为重要的是，研究结果表明，这一过程受到一个名为RalA的单一基因的控制，而在被喂高脂饮食的小鼠中删除这一基因可以保护它们免受过度体重增加的影响。
研究的负责人Alan Saltiel博士在解释研究结果时表示：“摄入过多导致的卡路里超负荷不仅会引起体重增加，还会触发一系列代谢反应，降低能量燃烧，使肥胖问题变得更为严重。”他指出：“我们发现的RalA基因在健康体重向肥胖转变的过程中起到了关键作用……慢性激活RalA似乎在抑制肥胖脂肪组织中的能量消耗中发挥了关键作用。通过了解这一机制，我们离研发通过增加脂肪燃烧来应对体重增加及相关代谢问题的有针对性治疗更近了一步。”
研究人员通过在《自然代谢》杂志上发表的论文中详细介绍了他们的研究成果，题为《肥胖导致RalA激活引起脂肪细胞内线粒体分裂和功能障碍》。
肥胖问题已经波及美国40%以上的成年人，其本质是体内脂肪过多积聚，主要存储在脂肪组织中。正常情况下，脂肪组织除了通过缓冲重要器官和提供绝缘作用外，还通过释放激素和其他信号分子来调节其他组织的能量消耗。然而，在肥胖等卡路里不平衡的情况下，脂肪细胞的能量燃烧能力开始下降，这也是肥胖者难以减重的原因之一。而这些代谢异常是围绕肥胖形成的最大谜团之一。
为了解答这一问题，Saltiel博士及其团队深入研究了肥胖与脂肪细胞内线粒体之间的关联。研究团队表示：“线粒体功能障碍是人类和啮齿动物肥胖、胰岛素抵抗和脂肪肝病的特征性特征。尽管线粒体在健康脂肪细胞中发挥着重要的代谢作用，氧化燃料产生ATP并在产热过程中产生热量，但在肥胖者中，线粒体功能却受到损害；然而，导致线粒体受损并如何促成肥胖及其众多并发症的过程仍然是一个未解之谜。”
在他们的研究中，团队通过将小鼠喂食高脂饮食，并测量该饮食对小鼠白色脂肪细胞内线粒体的影响，发现了一种不寻常的现象。在高脂饮食后，小鼠脂肪组织的部分部位的线粒体经历了分裂，变成了许多较小且功能较弱的线粒体，导致其燃烧脂肪的能力降低。
△这些彩色条纹是脂肪细胞内的线粒体网络。加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现，高脂肪饮食会分解线粒体，导致体重增加。
进一步的研究表明，这一代谢效应是由RalA这一分子的活动所驱动的。“我们表明，高脂饮食喂养会导致雄性小鼠腹股沟白色脂肪细胞中线粒体发生分裂，从而通过依赖RalA小GTP酶诱导的过程降低氧化能力。”研究团队继续解释道：“在高脂饮食后，RalA的表达和活性在白色脂肪细胞中增加。”
RalA这一分子有许多功能，其中之一是在线粒体功能受损时协助其分解。研究团队的研究结果表明，当RalA过度活跃时，它会干扰线粒体的正常功能，从而触发与肥胖相关的代谢问题。“慢性激活的RalA似乎在抑制肥胖脂肪组织中的能量消耗方面发挥了关键作用。”Saltiel博士说道：“通过了解这一机制，我们离研发通过增加脂肪燃烧来应对体重增加及相关代谢问题的有针对性治疗更近了一步。”
研究人员还展示了通过删除RalA基因，他们能够保护小鼠免受由饮食诱导的体重增加的影响。“RalA基因的这些有益效果是通过逆转由喂食高脂饮食诱导的白色脂肪细胞中线粒体分裂增加来实现的。”研究团队进一步解释说，他们发现在小鼠中受RalA影响的一些蛋白质与人类蛋白质类似，这些蛋白质与肥胖和胰岛素抵抗有关，这进一步表明相似的机制可能推动人类肥胖问题。
编辑：王洪
排版：李丽
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