一种名为“Mitch”的蛋白质可能成为新一代肥胖症疗法的关键。研究人员发现，在人体细胞中使其失活可促进脂肪燃烧，增加能量消耗，并阻碍新脂肪细胞的形成。这些发现有助于解释为何缺乏Mitch的小鼠体型更瘦、运动能力更强，且对肥胖具有抵抗力。
魏茨曼科学研究所的科学家发现了一种名为 MTCH2 的蛋白质，昵称“Mitch”，它似乎在细胞管理能量和储存脂肪的方式中起着重要作用。最近发表在《EMBO杂志》上的一项研究中，该团队发现，使人体细胞中的这种蛋白质失活，会增加脂肪和碳水化合物的燃烧速率，同时减少新脂肪细胞的形成。
这些发现建立在早期对小鼠的研究基础之上，该研究产生了一个令人惊讶的结果。肌肉中缺失 Mitch 的动物体能更强，耐力更高，并且对肥胖表现出显著的抵抗力。
小鼠身上的惊人发现
几年前，Atan Gross 教授和他的同事在研究 Mitch 时有了一个意想不到的发现。当研究人员抑制小鼠肌肉组织中这种蛋白质的生成时，这些动物的身体成分有了显著改善。
这些小鼠不仅避免了肥胖，还发育出了更多的肌纤维。这些纤维消耗大量氧气，与提高耐力和运动表现有关。这些动物在体能压力测试中表现更好，心脏功能也显示出改善。
这一发现提出了一个重要问题：使单一蛋白质失活如何既能防止肥胖又能增强身体耐力？
为了回答这个问题，研究人员将注意力转向线粒体，这是细胞内通常被描述为“能量工厂”的微小结构。线粒体产生细胞发挥功能所需的能量，并在代谢（即将食物转化为可用能量的化学过程集合）中起核心作用。
线粒体如何影响脂肪燃烧
线粒体的形状和组织结构可以揭示大量关于细胞如何产生能量的信息。
有时，线粒体会融合成巨大的互联网络，高效地产生能量。在其他情况下，它们保持分离状态，成为效率较低的较小独立单元。当能量产生效率降低时，细胞会通过消耗更多的燃料（包括脂肪、碳水化合物和蛋白质）来进行补偿。
经过多年的研究，魏茨曼免疫学与再生生物学系的 Gross 团队发现，Mitch 通过调节线粒体融合来帮助控制这一过程。这一发现为小鼠身上出现的异常结果提供了一个可能的解释。
下一步是确定同样的机制是否在人体细胞中起作用。
当 Mitch 被移除时会发生什么？
这项由博士生 Sabita Chourasia 领导的新研究利用基因工程技术从人体细胞中剔除了 Mitch 蛋白。
结果是戏剧性的。
没有 Mitch，正常的线粒体网络会分裂成独立的单元。能量产生效率降低，使细胞处于研究人员所说的持续能量短缺状态。
乍一看，这似乎有害。然而，当目标是增加能量消耗和减少脂肪堆积时，这种低效率实际上可能对身体有利。难以产生能量的细胞必须消耗更多的燃料来满足其需求。
“在删除 Mitch 后，我们每隔几小时检查一次这对人体细胞中参与代谢的 100 多种物质的影响，”Chourasia 解释道。“我们观察到细胞呼吸增加，这是细胞利用氧气从碳水化合物和脂肪等营养物质中产生能量的过程。这解释了此前使用小鼠的实验中肌肉耐力增加的现象。”
人体细胞开始消耗更多脂肪
由于经过改造的细胞需要更多能量，它们增加了对可用燃料来源的消耗。
研究人员观察到脂肪、碳水化合物和氨基酸的分解增加。他们还发现细胞产生能量的方式发生了显著转变。
普通细胞通常更依赖碳水化合物和蛋白质。然而，缺乏 Mitch 的细胞则更多地依赖脂肪作为其主要燃料来源。
“我们发现删除 Mitch 导致膜中的脂肪大幅下降，”Gross 解释道。“与此同时，我们看到用于产生能量的脂肪物质增加，我们意识到脂肪正从膜中分解出来用作燃料。换句话说，我们证明了 Mitch 决定了人体细胞中脂肪的命运。”
研究结果表明，Mitch 充当着一个重要的调节器，帮助决定脂肪是储存还是燃烧。
阻断新脂肪细胞的形成
研究人员发现了移除 Mitch 的另一个重要影响。
早期研究表明，患有肥胖症的女性往往这种蛋白质水平较高。这一观察结果促使团队调查 Mitch 是否也会影响新脂肪细胞的生成。
脂肪细胞起源于被称为祖细胞的前体细胞。在适当的条件下，这些未成熟的细胞积累脂肪，并通过一个称为分化的过程发育成成熟的储脂细胞。
当研究人员从祖细胞中移除 Mitch 时，这种转变变得困难得多。
“当我们从祖细胞中删除 Mitch 时，我们发现这些细胞中形成的环境不利于新脂肪的合成，”Gross 解释道。“降低合成膜的能力会阻止细胞的生长、发育和到达可以分化的阶段。脂肪积累过程需要大量可用能量，但在没有 Mitch 的细胞中，能量短缺。此外，分化所需的基因表达受到抑制，该过程至关重要的物质也出现短缺。结果，新脂肪细胞的分化减少，脂肪积累也随之减少。”
换句话说，缺乏 Mitch 的细胞不仅燃烧了更多脂肪，而且形成新储脂细胞的能力也降低了。
肥胖研究的一个潜在新方向
尽管这项工作是在细胞中进行的，距离成为治疗方法还很遥远，但这些发现揭示了一条影响能量使用和脂肪储存的强大生物通路。
通过增加脂肪燃烧同时限制新脂肪细胞的形成，靶向 Mitch 最终可能为研究人员提供一种对抗肥胖的新策略。这一发现也可能有助于解决与现代减肥疗法相关的一个最持久的挑战：在减少多余体脂的同时保留健康的肌肉。
该研究涉及来自魏茨曼科学研究所、宾夕法尼亚大学和德克萨斯大学圣安东尼奥分校的研究人员。
Atan Gross 教授担任 Marketa 和 Frederick Alexander 讲席教授。他的研究也得到了 Amnon Shoham 的支持。