Межі адаптуються до холоду Роль ендогенного фактора росту фібробластів 21 у

Ендокринологія старіння

Ця стаття є частиною Теми дослідження

Білки сімейства FGF та старіння ссавців Переглянути всі статті

Редаговано
Колін Сельман

Університет Глазго, Великобританія

Переглянуто
Сіньран Ма

Східнокитайський нормальний університет, Китай

Маріанна Садагурські

Університет штату Уейн, США

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

холоду

  • Завантажити статтю
    • Завантажте PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Додаткові
      Матеріал
  • Експортне посилання
    • EndNote
    • Довідковий менеджер
    • Простий текстовий файл
    • BibTex
ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ

  • Кафедра молекулярних біологічних наук, Інститут Веннера-Грена, Стокгольмський університет, Стокгольм, Швеція

Фактор росту фібробластів 21 (FGF21) знаходиться у біомедичному центрі як варіант лікування метаболічних захворювань, враховуючи, що введення покращує метаболізм у мишей та людей. Метаболічні ефекти екзогенного введення FGF21 добре охарактеризовані, проте фізіологічна роль ендогенного FGF21 ще не до кінця зрозуміла. Незважаючи на індуковану холодом експресію FGF21 і підвищений рівень циркуляції крові в деяких дослідженнях, які супроводжуються термогенезом коричневого жиру, нещодавні дослідження на мишах з холодною кліматом демонструють непридатність FGF21 для підтримання температури тіла, тим самим ставлячи під сумнів роль FGF21 для термогенезу. Тут ми обговорюємо докази, що підтверджують або протидіють ролі ендогенного FGF21 для термогенезу на основі поточної літератури. FGF21, що виділяється коричневим жиром або печінкою, швидше за все, не потрібен для енергетичного гомеостазу на холоді, але харчові умови можуть модулювати взаємодію між FGF21, енергетичним метаболізмом та терморегуляцією.

Вступ

Здатність боротися з холодним стресом має вирішальне значення для виживання ссавців. Особливо у дрібних гризунів та немовлят людини коричнева жирова тканина (BAT) та її унікальний білок, що роз’єднує білки 1 (UCP1), відіграють важливу роль у підтримці температури основного тіла (1). При активації UCP1 від’єднує дихання мітохондрій від виробництва АТФ, що призводить до прямого розсіювання окислювальної енергії у вигляді тепла (2). Вираз UCP1 не обмежується BAT. UCP1 можна набирати в білу жирову тканину (WAT), класифікуючи її як бежеву жирову тканину, за допомогою різних подразників, тобто впливу холоду, бета-адренергічної стимуляції та різних периферійних сигналів. Одним із цих периферичних сигналів є ендокринний діючий метаболічний регулятор фактор росту фібробластів 21 (FGF21).

Добре задокументовано, що фармакологічне введення FGF21 та його аналогів покращує метаболічні профілі у мишей та людей за рахунок зменшення ожиріння, рівня ліпідів у сироватці крові та рівня глюкози в крові (3–7). Крім того, введення FGF21 збільшує витрати енергії (7) і сильно стимулює жирову тканину бежевого кольору (8, 9). Його ефективність для людей сприяла інтересу до FGF21 як перспективної терапевтичної молекули для різних метаболічних захворювань (наприклад, ожиріння, цукровий діабет 2 типу та неалкогольна жирова хвороба печінки). Тому не дивно, що кілька клінічних випробувань з використанням аналогів FGF21 вже досягли фази 2 (10, 11) і перебувають під дослідженням, щоб перейти до фази 3 (12). З іншого боку, роль ендогенного FGF21 менш встановлена. Ендогенний FGF21 регулюється при впливі холоду на мишах (див. Огляд посилань на рисунку 1), і все більша кількість публікацій вказує на регуляцію циркулюючого FGF21 у відповідь на холод у людей (15–17).

Фігура 1. Схематичний огляд публікацій, що вивчають вплив впливу холоду на циркулюючі FGF21 та Fgf21 рівні експресії в різних тканинах контрольних мишей WT. Синя коробка, FGF21 регулювалася вгору; жовтий ящик, FGF21 регулювався вниз; біла коробка, FGF21 не по-різному регулюється проти. контроль; сіра рамка, не аналізується. Дані представляють рівні циркуляції та експресію мРНК, якщо не вказано інше. ВАТ, біла жирова тканина (підшкірна, якщо не вказано інше); НЕТ, коричнева жирова тканина. Кейперт та ін. a (13), b (14). Частини цього мультфільму були створені за допомогою Servier Medical Art (http://smart.servier.com).

З'ясування основних механізмів зміни ендогенних рівнів при холоді є складним завданням, оскільки FGF21 може виділятися з різних тканин, сприяючи концентрації в сироватці крові (18). На сьогодні перевірка походження секреції FGF21 у людей була складною. Хоча, як відомо, вплив холодом стимулює експресію FGF21 як на людях, так і на моделях тварин, його метаболічні наслідки в термогенно компетентній жировій тканині під час застуди залишаються до кінця не вивченими. У цьому огляді ми зупинимось на фізіологічній ролі ендогенного FGF21 при впливі холоду та метаболічних ефектах FGF21, зосередившись на його значенні в терморегуляції та метаболічному гомеостазі.