Adipozyten: Wenn Zellen keine Farbe bekennen

4. November 2016
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Das Enzym Lsd1 spielt bei der Erhaltung von braunen, energieverwertenden Fettzellen eine entscheidende Rolle. Fehlt das Enzym, verblasst die braune Zellfarbe und die Eigenschaften der weißen, energiespeichernden Zellen treten auf. Ein neuer Ansatz im Kampf gegen Diabetes?

Im Körper von Säugetieren gibt es mehrere Arten von Fettgewebe. Weiße Fettzellen befinden sich hauptsächlich im Rumpfbereich sowie in der Unterhaut und speichern Energie für den Körper. Beige und braune Fettzellen hingegen brauchen Energie auf, indem sie Wärme erzeugen. Den verschiedenen Arten liegen dieselben Gene zugrunde.

Ein Team um die Freiburger Forscher Prof. Dr. Roland Schüle und Dr. Delphine Duteil hat nun gezeigt, dass das epigenetische Enzym Lysin-spezifische Demethylase (Lsd1) eine wichtige Rolle dabei spielt, die Stoffwechsel-Eigenschaften des braunen Fettes zu erhalten.

Lsd1 beeinflusst Fettzellen auf zweifache Weise

„Wir haben in Organismen, in denen Lsd1 gehemmt ist, Veränderungen beobachtet, die das Körpergewicht und die Glukosetoleranz im Alter beeinflussen“, erläutert Schüle. Wenn die Wissenschaftler Lsd1 entfernten oder seine Funktion in braunen Fettzellen ausschalteten, bewirkte dies, dass braunes Fettgewebe vermehrt die Eigenschaften von weißem annahm: Seine Farbe wurde blasser, die Zellen vergrößerten sich und gingen dazu über, Energie zu speichern, statt diese zu verbrauchen. Wissenschaftler wollen diese Prozesse verstehen, um beispielsweise neue Strategien im Kampf gegen Fettleibigkeit und Diabetes zu entwickeln.

 

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Braunes Fettgewebe mit angefärbten Adipozyten (hellrot). Wird Lsd1 ausgeschaltet, vergrößern sich die Fettzellen unter anderem (rechts) ©Delphine Duteil

 

Lsd1 beeinflusst Fettzellen auf zweifache Weise, wie die Forscher festgestellt haben. Das Enzym hemmt die Expression, aus denen weißes Fettgewebe hervorgeht. Zudem fördert es die Expression der Gene, auf denen die Informationen für braunes Fettgewebe gespeichert sind. Die Analysen des Freiburger Teams haben ergeben, dass verschiedene Teile, die zu dem Proteinkomplex Lsd1 gehören, dessen gegensätzliche Funktionen steuern.

Braunes Fettgewebe hellt sich auf

Die Wissenschaftler haben in weiteren Untersuchungen nachgewiesen, dass Lsd1 für die Regulierung des Stoffwechsels wichtig ist, unter anderem für die Fettverbrennung. Wird Lsd1 in Mäusen gehemmt, nehmen die Tiere unter anderem mehr Glukose auf.

Dadurch steigt auch das Gewicht der die Tiere. Eine Anreicherung von Zwischenprodukten der Glykolyse – dem Abbau von Glukose – im Organismus führt dazu, dass sich das braune Fettgewebe wie beobachtet aufhellt. Den Analyseergebnissen zufolge sind Mäuse, denen Lsd1 fehlt, aber gleichzeitig gegen Glukoseintoleranz geschützt, die oft bei Typ-2-Diabetes beobachtet wird. Diese Ergebnisse sollen klinische Studien unterstützen, in denen Lsd1-Inhibitoren bereits getestet werden, unter anderem bei akuter myeloischer Leukämie.

Originalpublikation:

Lsd1 Ablation Triggers Metabolic Reprogramming of Brown Adipose Tissue
Delphine Duteil et al.; Cell Reports, doi: 10.1016/j.celrep.2016.09.053; 2016

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