复旦****：青蒿素衍生物预防肥胖

随着屠呦呦先生获得诺贝尔奖，青蒿素为更多人了解和熟悉。近期，来自复旦大学的研究人员证实，青蒿素衍生物——青蒿素甲醚（ATM）能够促进白色脂肪褐化，同时增强褐色脂肪的功能而预防肥胖，这项研究以“Letter to the Editor”的形式发表在国际著名学术期刊《Cell Research》。

　　

生物通报道：随着屠呦呦先生获得诺贝尔奖，青蒿素为更多人了解和熟悉（万钢：屠呦呦获诺奖是中国科学家集体荣耀）。近期，来自复旦大学的研究人员证实，青蒿素衍生物——青蒿素甲醚（ATM）能够促进白色脂肪褐化，同时增强褐色脂肪的功能而预防肥胖，这项研究以“Letter to the Editor”的形式发表在国际著名学术期刊《Cell Research》。本文通讯作者是复旦大学上海医学院的汤其群教授和党永军教授。延伸阅读：英最新研究显示青蒿素类药物也可治疗外伤；青蒿素可对100多种蛋白质发生作用 研究称还会被血红素激活。

在这篇文章中，作者指出，肥胖及其相关疾病已经成为一种全球性的流行病。肥胖会导致多种慢性疾病，如脂肪肝、2型糖尿病和心血管疾病，甚至会增加某些癌症的风险。目前，FDA已经批准了五种药物用于长期体重管理，但是，由于疗效温和和不利的副作用，在获得令人满意的临床结果之前，还有很长的路要走。

目前的抗肥胖药物主要集中在，通过减少脂肪吸收或抑制食欲来限制能量摄入。目前没有“使用药物治疗通过提高能源动员而成功治疗肥胖”的临床记录。通过棕色脂肪组织（BAT）和白色脂肪组织（WAT）褐变而来的米色脂肪组织的产热作用，近年来正成为一种对抗肥胖的一种新兴战略。生热作用以热的形式驱散能量，来提高代谢平衡。这个过程是通过解偶联蛋白1（UCP1）的激活而实现的。

UCP1对于产热脂肪细胞（包括棕色和米色脂肪细胞）是独一无二的，可作为这些细胞的一个形态和功能标记。已有研究报道了一些化合物可激活生热作用。研究发现，这些化合物对代谢产生了有益的作用，并且增强生热作用，后来被确定为一种机制。到目前为止，还没有进行过高通量的筛选来寻找小分子化合物，激活生热作用用于药理学应用，例如治疗肥胖或其他相关性代谢疾病。

基于这个目的，该研究小组建立了两种高通量方法。3T3-L1细胞是一种定性清楚的前脂肪细胞系，能分化成典型的白色脂肪细胞。在3T3-L1细胞的分化过程中，UCP1的表达几乎检测不到。因此，该研究小组推断，UCP1在3T3-L1细胞中的表达，可作为白色脂肪褐变的一个读数，这一系统可用来确定引起生热作用的化合物。研究人员将3T3-L1细胞接种到96孔板，然后在标准分化条件下（存在或缺乏各种化合物），发展成为成熟脂肪细胞。油红O染色被用来消除对脂肪生成有害的化合物。不影响脂质积累的化合物，进行一步式PCR，以检测褐变相关基因的表达，包括UCP1。

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总的来说，研究人员筛选了3000个化合物，并鉴定出了一个候选化合物青蒿素甲醚（ATM）。暴露于ATM的3T3-L1细胞体积更小，并包含多个小脂滴，这是产热脂肪细胞的典型特征。一步式qPCR显示，在ATM处理后，褐变相关基因（如PRDM16、PGC1a和UCP1）的相对mRNA水平有所升高。研究人员在C3H10T1/2细胞（是一种间充质干细胞系，可被诱导成经历脂肪形成的发展）中继续确证了ATM的褐变影响。

ATM处理的C3H10T1/2细胞表现出产热脂肪细胞的典型形态：体积更小，包含多室的脂滴。褐变相关基因（如UCP1、PGC1α和PRDM16）以及线粒体基因Cyto C的表达水平，以剂量依赖性的方式被ATM上调。此外，在ATM处理的C3H10T1/2细胞中，研究人员观察到了广泛的线粒体生物合成。

为了进一步验证ATM的褐变效应，研究人员从雄性C57BL6/J小鼠的腹股沟脂肪组织中分离出了包含初级脂肪前体细胞的基质血管组分（SVFs）。暴露于ATM的SVFs发育成为褐色样的脂肪细胞，特征是多室脂滴和褐变相关基因的表达增强。总而言之，这项研究指出，在白色脂肪细胞的分化过程中，ATM可诱导褐变。相反，在先前确定的生热作用活化化合物中，白藜芦醇和双水杨酯可增强BAT的功能，而小檗碱主要促进成熟棕色脂肪细胞和白色脂肪细胞中的生热作用。

该研究小组还探讨了ATM诱导的褐变的机制。与以前的研究结果一致， p38 MAPK/ATF2轴对于生热作用是不可或缺的，Akt/mTOR通路在褐变过程中去活化，在ATM或DHA诱导的C3H10T1/2 细胞褐变过程中，p38 MAPK/ATF2轴被激活，Akt/mTOR通路去活化。这表明，在脂肪形成过程中，青蒿素衍生物可能通过调节着两个通路，诱导褐变，而预防肥胖。青蒿素衍生物的分子靶标还有待于进一步表征。

总之，该研究小组提出，青蒿素衍生物可在啮齿类动物模型中预防肥胖，并改善与肥胖相关的代谢性疾病。在体外，当存在青蒿素衍生物的时候，脂肪前体细胞或间充质干细胞在脂肪细胞分化过程中获得了褐变特征；在体内，这些衍生物在WAT中诱导褐变，并在BAT中促进生热作用。青蒿素是古老中药的一笔宝藏，几十年来它为数以百万计的疟疾患者带来了益处。研究人员谨慎而又乐观的估计，这种化合物及其衍生物在未来将有益于更多的人。

（生物通：王英）

注：汤其群，复旦大学教授，博士生导师，973首席科学家、教育部“****奖励计划”特聘教授、国家杰出青年基金获得者。汤其群教授于1995年上海医科大学生物化学—分子遗传专业博士毕业后赴美国Johns Hopkins大学医学院生化系做博士后，从事前脂肪细胞发育分化为脂肪细胞的分子机理研究。期间高效出色地研究脂肪细胞分化的转录调节机制，在Genes & Development，PNAS，MCB等杂志发表了多篇有影响力的文章。汤其群教授近年来共承担包括国家“973”项目，国家“863”计划，国家杰出青年基金，上海市重点攻关项目，上海市重点实验室开放项目，国家自然科学基金等十余项课题。先后获得国家科技进步二等奖1项、卫生部科技进步一等奖1项、上海市科技进步一等奖1项。

党永军，1976年生，复旦大学基础医学院生化和分子生物学系研究员。2000-2003年于复旦大学遗传所获博士学位; 2004-2009年约翰霍普金斯大学医学院药理和分子科学系博士后; 2010-2012年约翰霍普金斯大学医学院药理和分子科学系Faculty (Research associate)。分别参与了天然产物Pateamine A、Mycalamdie B、 Lactinomycin d、 Cycloheximide; 和临床药物Triptolide（雷公藤的主要有效成分）、Itraconazole(抗真菌)、Clofazimine（抗麻风病药）等活性分子作用靶标的鉴定和作用机理的研究。

生物通推荐原文：
Artemisinin derivatives prevent obesity by inducing browning of WAT and enhancing BAT function. Cell Res. 2016 Sep 16. doi: 10.1038/cr.2016.108.