棕色脂肪组织血红素生物合成：调控产热与性别特异性 BCAA 稳态的关键

为探究棕色脂肪组织（BAT）调节细胞内血红素水平机制，研究人员开展相关研究，发现 BAT 血红素合成影响产热及 BCAA 稳态。

　　

棕色脂肪组织（BAT）独特的颜色归因于其富含血红素（haem）的线粒体含量高。然而，BAT 调节细胞内血红素水平的机制在很大程度上仍未被探索。在此研究发现，血红素生物合成是棕色脂肪细胞中血红素的主要来源。抑制血红素生物合成会导致支链氨基酸（BCAAs）缬氨酸和异亮氨酸积累，这是由于一种与血红素相关的代谢物将 BCAA 衍生的碳导入血红素生物合成。与野生型细胞相比，血红素合成缺陷的棕色脂肪细胞线粒体呼吸减少，解偶联蛋白 1（UCP1）水平降低。尽管外源性血红素补充可以恢复细胞内血红素水平和线粒体功能，但 UCP1 下调持续存在。这种持续的 UCP1 抑制与丙酰辅酶 A（propionyl-CoA）积累诱导的表观遗传调控有关，丙酰辅酶 A 是血红素合成中断的副产物。最后，BAT 中血红素生物合成的破坏会损害产热反应，并且在雌性而非雄性小鼠中，以性激素依赖的方式阻碍寒冷诱导的循环 BCAAs 清除。这些发现表明，脂肪血红素生物合成是产热和性别依赖性 BCAA 稳态的关键调节因子。