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减肥与基因治疗

作者 刘庆华(陈润生组)

  在以瘦为美的今天,减肥是一个永恒的话题。节食、运动、大把大把的减肥药这些都是减肥人士痛苦的记忆。但是,很多人悲剧的发现努力减肥的自己依然肥胖,而有人却大吃大喝依然身材苗条。近些年的科学研究给出了一个很好的解释:并不是你努力的不够,而是你体内的基因与苗条的人可能不同!

  早在上个世纪九十年代,美国科学家就发现了“瘦素”——一种抑制食欲并增加能量消耗的蛋白。瘦素就像是体内针对肥胖的一个监控器,大脑通过瘦素多少来判断体内脂肪的含量,控制食欲和代谢过程。如果体内瘦素减少,大脑会认为体内脂肪不够了,然后会增加食欲并控制代谢速率。一些人肥胖的罪魁祸首就是瘦素基因的突变导致的瘦素合成减少。而当科学家对这些肥胖人士使用了瘦素替代治疗之后,他们的食欲与食量下降,体重也得到了明显改善。这是多么振奋人心的一个发现啊!但是后续的医疗研究发现,该治疗方法仅对极少数的瘦素基因突变的人有较好疗效,对其他肥胖人士无能为力。

  2003年,美国科学家又发现了与肥胖相关的一个重要基因——SCD1。这个基因能够产生一种合成脂肪酸的酶。在老鼠中的实验显示,如果将这个基因移除之后,即使吃高脂肪的食物老鼠也不会发胖,效果十分显著。但悲剧的是,副作用更显著——用于实验的老鼠皮肤和视力都出现了问题。如果想要将这个基因用于治疗肥胖症,副作用的克服成了一个较大的问题。

  随后几年,一些与肥胖有关的基因陆陆续续被发现。比较重要的有2007年发现的FTO基因,2009年发现的TMEM18等六个基因, 2012年发现的GPR120基因,2013年发现的ARIA基因等等。但是,包括瘦素在内的所有与肥胖相关的基因功能十分复杂,作用机制也了解不充分,基因治疗缺乏相关基础。

  目前肥胖的相关研究多集中于小鼠之中。为了加快这些基因作用机制的研究,很多科学家也尝试在遗传背景相对简单清楚的动物中构建肥胖症研究的模型。例如,在2012年,哈佛医学院的学者预测了三个结构上与瘦素相似的分子,其中之一是Upd2蛋白。作者通过基因敲除和一系列的功能实验确定Upd2为果蝇的营养感应器,并揭示了其作用的大脑通路。而这一新发现使我们可以利用果蝇的遗传学优势来解决瘦素相关的复杂问题,这可能会大大推动肥胖症研究的进展。中国学者在群居型和散居型飞蝗的研究发现,其血液代谢谱与人类运动员和肥胖患者之间的差异有着一定的相似性。因此,飞蝗两型转变的调控机制也可能会成为人类肥胖相关研究一个很好的动物模型。

  目前,肥胖的相关基因研究还有很长的路要走。而且,果蝇、蝗虫和小鼠的研究结果应用到人类身上也是一个任重而道远的过程。所以,基因治疗可能还需要较长的一段时间才能实现。而现在,为了减肥,我们可能要继续过着注意饮食和加强锻炼的苦日子!