北京基因组所合作揭示肥胖有关基因FTO调控能量代谢新机造
肥胖有关基因(FTO)是第一个被发此刻肥胖中阐扬重要作用的基因,在调节体重和脂肪含量方面拥有重要作用,但具体的分子机造以及是否可能利用幼分子化合物抑造FTO活性来医治肥胖有关的代谢类疾病一向以来并不明显。
中科院北京基因组钻研所杨运桂团队与北京性命科学钻研所黄牛和张二荃团队合作发现,恩他卡朋,作为FDA核准认证的一种帕金森的辅助医治药物,可能通过抑造FTO的m6A(N6-Methyladenosine)去甲基化酶活性调控能量代谢。有关钻研成就在4月17日以Identification of entacapone as a chemical inhibitor of FTO mediating metabolic regulation through FOXO1为题在线颁发于Science Translational Medicine杂志。
m6A建饰作为信使RNA上丰度最高的建饰类型,宽泛参加哺乳动物的发育、免疫、干细胞更新、脂肪分化、以及肿瘤天生和转移等性命过程。钻研团队选取基于结构的虚构筛选步骤发现了恩他卡朋能直接结合FTO并抑造其m6A去甲基化酶活性,而对另一m6A去甲基化酶ALKBH5以及DNA甲基化和组蛋白建饰的去甲基化酶没有抑造作用。钻研发现幼鼠在服用恩他卡朋后阐发出体重显著削减、血糖水平显著降低以及脂肪组织产热显著加强等特点。随后通过转录组分析发现糖异生关键基因G6PC在FTO敲低后表白显著下调。通过度析肝脏FTO前提性敲除的幼鼠中肝脏组织的转录组以及m6A的建饰谱数据后发现,在FTO前提敲除肝脏组织中FOXO1信使RNA上两个m6A建饰位点水平升高,从而调控了G6PC表白。为了进一步钻研幼鼠肝脏中FTO若何调控G6PC的表白,钻研者通过腺病毒整合G6PC启动子荧光素酶汇报系统来观察幼鼠肝脏荧光成像。肝脏前提性敲除FTO或FOXO1,以及喂食恩他卡朋的幼鼠都出现出G6PC信号减弱的特点。野生型FTO能回补G6PC荧光信号而m6A去甲基化关键氨基酸突变的FTO则不能成功回补,证实了FTO-FOXO1-G6PC通路在肝脏中调控血糖变动的机造。
钻研者还发现,恩他卡朋引起幼鼠腹股沟白色脂肪组织(iWAT)产热增长的分子机造也同样是由于FTO受到抑造后,FOXO1信使RNA上m6A水平增长引起FOXO1蛋白表白下调所致。与肝脏组织分歧的是,在脂肪组织中FOXO1对转录因子的抑造作用能上调产热关键因子UCP1的表白。UCP1启动子的荧光素酶汇报基因尝试证实,FTO敲低后m6A建饰水平在FOXO1信使RNA上升高,引起了FOXO1蛋白表白下调,从而上调了UCP1的表白。
该钻研进一步揭示了FTO在能量代谢方面调控的分子机造,并且FTO的抑造剂恩他卡朋的发现对肥胖患者的临床用药拥有肯定领导意思。该钻研得到了亚星游戏战术性先导科技专项、国度重点研发打算以及国度天然科学等基金赞助。

恩他卡朋通过抑造FTO影响FOXO1表白调控肝脏和脂肪中的糖脂代谢
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