科学家们揭示了一种小分子药物，这种药物可以阻止被迫食用含糖、高脂肪食物的小鼠体重增加和肝脏损伤。这种化合物通过限制线粒体（细胞的“发电厂”）内的镁含量，使能量持续燃烧而不是停滞。接受治疗的小鼠迅速减肥，并且没有脂肪肝疾病的迹象，这暗示了对抗肥胖、心脏问题和与不良饮食有关的癌症的未来疗法。
突破性药物对抗脂肪和肝病
来自UT Health San Antonio的研究人员与宾夕法尼亚大学和康奈尔大学的同事合作，开发了一种小分子药物，即使小鼠终生食用含糖和高脂肪食物，也能防止它们体重增加或发展肝脏损伤。
“当我们给小鼠这种药物一段时间后，它们开始减肥。它们都变得苗条，”医学博士Madesh Muniswamy说道。他是健康科学中心Joe R.和Teresa Lozano Long医学院的医学教授。这项研究发表在《Cell Reports》上。
“一种可以减少心脏病代谢疾病如心脏病发作和中风风险，并减少脂肪肝疾病后肝癌发病率的药物将产生巨大影响，”Madesh Muniswamy博士说。
镁在新陈代谢中的隐藏作用
该团队开始研究镁如何塑造新陈代谢，即细胞制造和燃烧称为ATP能量的方式。镁是人体第四大丰富的带电矿物，对控制血糖、血压和骨骼强度至关重要。然而，科学家们发现，线粒体（细胞的“发电厂”）内的镁过多实际上会减缓能量生产。
“它就像一个刹车，它只是减慢了，”共同第一作者、UT Health San Antonio Muniswamy实验室的博士生Travis R. Madaris说。
当研究人员删除了将镁带入线粒体的基因MRS2后，这些动物更有效地燃烧糖和脂肪。小鼠保持苗条和健康，肝脏和脂肪组织中没有饮食诱导的脂肪肝疾病的痕迹。
药物CPACC模仿遗传效应
研究人员称之为CPACC的药物实现了同样的效果。它限制了镁转移到发电厂的量。在实验中，结果再次是：瘦而健康的小鼠。UT Health San Antonio已经为这种药物提交了专利申请。
这些小鼠作为长期饮食压力的模型系统，这种压力由卡路里丰富、含糖和高脂肪的西方饮食引发。这种压力的常见结果是肥胖、2型糖尿病和心血管并发症。
“降低线粒体镁缓解了长期饮食压力的不利影响，”共同第一作者、Muniswamy实验室的博士后研究员Manigandan Venkatesan说。
宾夕法尼亚大学的Joseph A. Baur博士和康奈尔大学的Justin J. Wilson博士是合作作者之一。“我们想出了这个小分子，Justin合成了它，”Madaris说。
重大健康影响潜力
“这些发现是多年工作的结果，”Muniswamy说。“一种可以减少心脏病代谢疾病如心脏病发作和中风风险，并减少脂肪肝疾病后肝癌发病率的药物将产生巨大影响。我们将继续其开发。”
参考文献：“Limiting Mrs2-dependent mitochondrial Mg2+ uptake induces metabolic programming in prolonged dietary stress” by Travis R. Madaris, Manigandan Venkatesan, Soumya Maity, Miriam C. Stein, Neelanjan Vishnu, Mridula K. Venkateswaran, James G. Davis, Karthik Ramachandran, Sukanthathulse Uthayabalan, Cristel Allen, Ayodeji Osidele, Kristen Stanley, Nicholas P. Bigham, Terry M. Bakewell, Melanie Narkunan, Amy Le, Varsha Karanam, Kang Li, Aum Mhapankar, Luke Norton, Jean Ross, M. Imran Aslam, W. Brian Reeves, Brij B. Singh, Jeffrey Caplan, Justin J. Wilson, Peter B. Stathopulos, Joseph A. Baur and Muniswamy Madesh, 2023年2月27日，《Cell Reports》。DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112155
本项目资助机构包括美国国立卫生研究院、美国国防部和圣安东尼奥精准治疗合作伙伴关系。
这篇文章的版本最初于2023年4月发表。
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