Frauenspezifischer Mechanismus verbessert die Wärmeproduktion in braunem Fett

Eine höhere Aktivität von PGC-1α ermöglicht es braunen Fettzellen bei Frauen zu thermogenen Aktivität und Energieverbrauch im Vergleich zu Männern, zeigt eine in Japan durchgeführte Studie. Diese Untersuchung zeigt, dass das PGC-1α-Protein die Phospholipid-Synthese fördert, die die Mitochondrien von braunen Fettzellen stärkt und ihre Wärmeerzeugung bei weiblichen Mäusen verbessert. Die Ergebnisse zeigen einen weiblichen spezifischen Mechanismus des Energiestoffwechsels, der durch PGC-1 & agr; und Östrogen verstärkt wird und neue Therapien zur Vorbeugung von Fettleibigkeit und Diabetes inspirieren könnten.

Fettleibigkeit ist ein wichtiges globales gesundheitliches Problem, das zu Diabetes und einer Reihe von Stoffwechselstörungen beiträgt. Interessanterweise sind Frauen im Vergleich zu Männern im Allgemeinen weniger anfällig für Adipositas-bedingte Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Während die biologischen Gründe für diesen Unterschied nicht vollständig verstanden werden, ist ein potenzieller Faktor das braune Fettgewebe (BAT)-ein spezialisiertes Fettgewebe, das Energie als Wärme auflöst, um die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. Frühere Studien haben gezeigt, dass BAT bei Frauen metabolisch aktiver ist als bei Männern, aber der genaue molekulare Mechanismus ist unklar geblieben.

Um diese Frage zu beantworten, wollte ein Forschungsteam des Institute of Science Tokyo, Japan, den Mechanismus untersuchen, der der geschlechtsspezifischen Aktivität von BAT zugrunde liegt. The team was led by Assistant Professor Kazutaka Tsujimoto, graduate students Akira Takeuchi and Jun Aoki, and Professor Tetsuya Yamada from the Department of Molecular Endocrinology and Metabolism, Graduate School of Medical and Dental Sciences, Science Tokyo, in collaboration with Associate Professor Nozomu Kono, Assistant Professor Kuniyuki Kano, and Professor Junken Aoki von der University of Tokyo. Die Ergebnisse wurden im Journal veröffentlicht Naturkommunikation am 14. Juli 2025.

Peroxisom-Proliferator-aktivierter Rezeptor-Gamma-Coaktivator 1-Alpha (PGC-1α) ist ein Schlüsselregulator des Energiestoffwechsels und der mitochondrialen Aktivität, die in Geweben wie braunem Fett, Herz, Skelettmuskel und Gehirn vorkommt.

„PGC-1α ist ein Hauptregulator der Mitochondrienfunktion in BAT„Erklärt Yamada und Tsujimoto.“Um den geschlechtsspezifischen Mechanismus der Fledermaus aufzudecken, konzentrierten wir uns auf die Aktivität von PGC-1α. „

Unter Verwendung genetisch modifizierter Mäuse, denen nur in BAT-Zellen PGC-1α-Protein fehlte, verglich das Team die männlichen und weiblichen Mäuse mit Multi-AMICS-Ansätzen, einschließlich der Transkriptomik (zur Bewertung der Genexpression), der Metabolomik (zur Analyse der Energiemetaboliten) und der Lipidomik (zur Profil der Lipidzusammensetzung), um die im Detail des Proteins detaillierte Rolle des Proteins zu erklimmen.

Nach den Ergebnissen ist das Entfernen von PGC-1α-Beeinträchtigung der BAT-Thermogenese nur bei weiblichen Mäusen, was durch ihre niedrigere Körpertemperatur während der Kältexposition zeigt. Darüber hinaus zeigten sie einen verringerten Sauerstoffverbrauch, und ihre Mitochondrien hatten immer weniger organisierte Cristae-die inneren Falten, in denen die Energieerzeugung auftritt.

Die molekulare Profilerstellung ergab wichtige Einblicke in diesen Mechanismus: PGC-1α aktiviert die beteiligten Gene de novo Lipogenese (DNL), teilweise durch Kohlenhydrat-Wirkungs-Element-bindende Protein Beta (CHREBPβ)-A-Transkriptionsfaktor, die die Expression von DNL-verwandten Genen reguliert. Dieser Weg steigert die Produktion bestimmter Phospholipide, einschließlich ätherischer Phosphatidylethanolamin und Cardiolipin, die für die Aufrechterhaltung der Mitochondrienstruktur und -funktion wesentlich sind. Ohne diese Lipide werden Mitochondrien weniger effizient und verringern die Fähigkeit des Gewebes, Wärme zu erzeugen.

Bemerkenswerterweise wurde der PGC-1 & agr; -ChREB-β-Lipid-Syntheseweg durch Östrogensignalisierung weiter verstärkt, was die Expression des Lipidstoffwechsels im Zusammenhang mit weiblichen BAT-Fledermaus erhöhte.

„Diese Koordination zwischen PGC-1 & agr; und Östrogen erklärt, warum die weibliche Fledermaus den männlichen Fledermaus im Energieverbrauch übertrifft„, sagt Yamada und Tsujimoto.“Es könnte auch ein völlig neues Ziel für Therapien sein, um den Lipidstoffwechsel zu verbessern.„

Um dies zu unterstützen, führten die Forscher zusätzliche Experimente durch, die zeigten, dass die Unterdrückung von CHREB & bgr; bei weiblicher Fledermaus die gleichen mitochondrialen Defekte reproduziert und mit der PGC-1α-Deletion beobachtet wurde. Dieser Effekt wurde bei Männern nicht beobachtet, was das geschlechtsspezifische Merkmal des Mechanismus hervorhob.

Insgesamt liefert die Studie neue Einblicke in die Art und Weise, wie biologische Geschlechts den Energiestoffwechsel von PGC-1 & agr; -vermittelte Phospholipid-Synthese als Schlüsselregulator der BAT-Thermogenese formen. Die Stimulierung dieses Weges könnte den Energieverbrauch fördern, die Stoffwechselgesundheit verbessern und Fettleibigkeit und Typ -2 -Diabetes verhindern. Die Ergebnisse bildeten die Voraussetzungen für neue Interventionen, die auf Stoffwechselmechanismen basieren und den Weg in eine gesündere Zukunft ebnen.

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