肥胖正在困擾著許許多多的人,它不僅僅是體重增加、身材走樣這么簡單,還是多種常見疾病的驅動因素,如高血壓、糖尿病、哮喘、中風和充血性心力衰竭。如今,肥胖已成為最嚴重的公共健康威脅之一。
雖然遺傳因素發揮了作用,但食用富含碳水化合物和脂肪的高熱量食物是導致這種流行病的主要原因,盡管醫生和營養學家推薦健康、均衡的飲食作為預防策略,但仍有很多人無法管住自己的嘴。
在過去幾十年中,美國食品和藥物管理局(FDA)已經批準了幾種能夠減輕體重約10%的減肥藥,但它們都具有明顯的副作用,包括頭痛、腹瀉、嚴重的肝損傷、出生缺陷、睡眠呼吸暫停、胰腺炎,甚至會導致自殺的想法。
近日,美國哈佛大學Wyss生物啟發工程研究所和John A. Paulson工程與應用科學學院(SEAS)的一項新研究發現,一種口服液態鹽,即膽堿和香葉酸離子液體(CAGE)可以降低人體對脂肪的吸收,而且大鼠實驗證明,它沒有明顯的副作用,并且可將總體重降低約12%。該研究近日已發表在《PNAS》上。
研究第一作者、前Wyss研究所博士后研究員、德克薩斯大學藥物科學助理教授Md Nurunnabi博士說:“減輕12%的體重就像一個人從200磅降到176,這是一個巨大的變化。我們的目標是將這項工作轉化成一種產品,幫助人們保持更健康的體重。我們的研究標志著這一過程的開始?!?/p>
將“問題”轉化為“方法”
CAGE是一種液態鹽,是幾年前由Wyss Core學院生物工程教授Samir Mitragotri開發的,目的是改善人體對藥物的吸收。去年,他的實驗室發表了一篇論文,描述了口服CAGE能夠增強胰島素吸收的能力。然而,在研究CAGE的性質時,他們發現有一種小型疏水分子不受CAGE的影響。Mitragotri的團隊預感CAGE會以某種方式與該分子結合并阻止其被吸收。
Mitragotri說:“這一觀察讓我們想知道,是否存在某種情況需要防止這種分子的吸收。我們意識到脂肪很小且疏水,因此CAGE可能會成為治療肥胖癥的潛在藥物?!?/p>
然后,研究人員通過將CAGE與稱為DHA的omega-3脂肪混合在一起來評估CAGE與脂肪的相互作用。他們觀察到DHA形成了大約3-4微米長的大顆粒,大約相當于細胞核的大小。僅與水混合的DHA分子形成了尺寸大小在50-400納米范圍內的更小顆粒。這表明CAGE與DHA分子之間存在某種相互作用,導致它們聚集為更大的顆粒。
然后,研究團隊將DHA與CAGE混合物喂食健康大鼠。與僅注射DHA的大鼠腸道相比,在六個小時的過程中,CAGE的加入顯著降低了DHA在腸組織中的滲透。
圖片來源:PNAS
對抗肥胖
為了評估CAGE在活體動物中的作用,研究人員用DHA與CAGE的混合物制成的膠囊喂食大鼠。六小時后,動物血液中DHA的吸收量僅為只給予DHA大鼠的一半。生物分布研究表明,將CAGE與DHA一起使用會使其在胃和腸中的濃度增加兩倍,并減少其在肝臟中的含量,這表明CAGE可以阻止DHA離開胃腸道。
然后,研究團隊分析了CAGE對高脂飲食大鼠脂肪攝取的影響,這種飲食比常規飲食高20%的脂肪,持續30天。每天服用10微升CAGE的大鼠體重比服用5微升或不服用CAGE的減少了約12%的體重。未服用CAGE的大鼠通常每天吃約10克的食物,而服用大劑量CAGE的大鼠則吃約8克的食物,這表明CAGE也可能對調節消化的酶有影響,增加了飽腹感。
圖片來源:PNAS
更重要的是,在30天的時間內,服用CAGE的大鼠未出現副作用,并且沒有發炎的跡象或者動物器官結構或功能的差異,而且治療后體內也沒有任何CAGE成分的跡象。
Mitragotri說:“這是一個概念證明研究,口服液態鹽可以幫助減少脂肪攝入和減少體重,考慮到這種方法比吸脂或減肥手術更加簡單、快速且侵入性小,因此它有巨大的臨床潛力,并且它的作用機理是物理的,而不是化學的,它不會造成像其他藥物所引起的副作用?!?/p>
該團隊現在正在尋找與CAGE機制相關的更多答案,包括CAGE如何與脂肪結合、作用持續多長時間、它與肥胖相關的瘦素信號途徑的潛在相互作用,以及未被吸收的脂肪流向了哪里。
Wyss研究所的創始董事、哈佛醫學院和波士頓兒童醫院的血管生物學教授Donald Ingber博士說:“這項研究是潛在轉化性創新的完美示例,這些創新可能來自實驗室中被視為解決方案而非問題的意外結果。我們喜歡這種簡單的解決方案。”
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