Language
Country/Area
No result found
Từ tế bào gốc đến tế bào mỡ: Gen nào đứng sau sự chuyển đổi này?
Tế bào mỡ (adipocyte) là mô quan trọng để dự trữ năng lượng trong cơ thể. Quá trình hình thành của chúng được gọi là adipogenesis, một quá trình chứa đầy bí mật và thách thức của việc điều chỉnh gen. Quá trình tạo mỡ được chia thành hai giai đoạn, giai đoạn đầu tiên là giai đoạn xác định, tiếp theo là giai đoạn biệt hóa cuối cùng. Trong giai đoạn xác định, tế bào gốc trung mô chuyển đổi thành tế bào tiền thân của chất béo, thường được gọi là nguyên bào mỡ hoặc tiền tế bào mỡ, trong thời gian đó chúng mất khả năng trở thành các loại tế bào khác (chẳng hạn như khả năng biệt hóa thành tế bào sụn, tế bào cơ và tế bào xương.
Ở giai đoạn biệt hóa cuối cùng, các tế bào tiền mỡ sẽ tiếp tục chuyển thành các tế bào mỡ trưởng thành và quá trình biệt hóa tế bào trong quá trình này được điều hòa chặt chẽ bởi gen.
Lưu trữ năng lượng và điều hòa hormone
Tế bào mỡ đóng vai trò quan trọng trong quá trình cân bằng năng lượng ở động vật và dự trữ năng lượng dưới dạng triglyceride. Các tế bào này sẽ phồng lên khi năng lượng hấp thụ vượt quá năng lượng tiêu hao và sẽ huy động khi năng lượng tiêu hao vượt quá năng lượng tiêu thụ. Quá trình này chịu ảnh hưởng của nhiều loại hormone điều hòa ngược mà tế bào mỡ rất nhạy cảm. Insulin thúc đẩy sự mở rộng tế bào, trong khi adrenaline, glucagon và hormone vỏ thượng thận (ACTH) thúc đẩy sự huy động tế bào.
Trong quá trình hình thành mô mỡ, các yếu tố phiên mã chính chịu trách nhiệm điều chỉnh quá trình chuyển đổi biểu hiện gen, khiến mô hình biểu hiện tế bào đa năng thay đổi thành mô hình biểu hiện gen đặc hiệu của tế bào mỡ. Trong số đó, thụ thể hoạt hóa peroxisome γ (PPARγ) và protein liên kết tăng cường CCAAT (C/EBP) được coi là những chất điều hòa chính của quá trình sinh mỡ. Các yếu tố phiên mã này đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển của tế bào mỡ.
PPARγ và C/EBPα không chỉ là những chất điều hòa chính của quá trình hình thành mỡ mà còn ảnh hưởng đến các đặc điểm của tế bào mỡ mọi lúc, chẳng hạn như thay đổi hình thái, tích tụ lipid và độ nhạy insulin.
Mô hình tế bào phân biệt
Các nghiên cứu về quá trình sinh mỡ được thực hiện trong ống nghiệm thường sử dụng các dòng tế bào tiền mỡ đã được cam kết trước, chẳng hạn như dòng tế bào 3T3-L1 và 3T3-F442A hoặc các tiền mỡ được phân lập từ vùng mạch máu mô đệm của mô mỡ trắng. Những quá trình phân biệt này cho thấy tính trật tự tốt.
Đầu tiên, các tế bào tiền mỡ tăng sinh ngừng phát triển do ức chế tiếp xúc, sau đó hình dạng của chúng thay đổi từ trạng thái nguyên bào sợi sang trạng thái tròn, một quá trình đi kèm với sự cảm ứng của các yếu tố phiên mã C/EBPβ và C/EBPδ. Các nghiên cứu hiện tại đã chỉ ra rằng sự biểu hiện của các yếu tố này tăng lên tạm thời trong giai đoạn đầu, sau đó sự biểu hiện của PPARγ và C/EBPα sẽ thúc đẩy sự biểu hiện của các gen liên quan đến đặc điểm của tế bào mỡ trưởng thành, chẳng hạn như protein tế bào mỡ (aP2), thụ thể insulin, glycerophosphodiesterase và lipopolysaccharide. Dehydrogenase, v.v.
Tuy nhiên, thường rất khó để phân biệt thành công các tế bào tiền mỡ với các dòng tế bào tiền mỡ trong ống nghiệm, điều này cho thấy sự phức tạp và thách thức của quá trình này.
Cơ chế điều hòa phiên mã
Tầm quan trọng của PPARγ
PPARγ, với vai trò là chất điều hòa chính của quá trình sinh mỡ, tạo thành dị hợp tử với thụ thể retinoic acid X (RXR), sau đó liên kết với DNA và kích hoạt vùng khởi động của các gen hạ lưu. Kích hoạt PPARγ làm tăng cường biểu hiện của các gen đặc hiệu của tế bào mỡ.
C/EBP và vai trò của họ
C/EBP thuộc nhóm yếu tố phiên mã khóa kéo leucine cơ bản, cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành mô mỡ. Là một yếu tố gây ra quá trình tạo mỡ, cAMP có thể thúc đẩy biểu hiện của C/EBPβ và C/EBPδ. Sự gia tăng tạm thời của các yếu tố này trong giai đoạn đầu của quá trình biệt hóa sẽ kích hoạt các yếu tố phiên mã liên quan đến quá trình tạo mỡ như PPARγ và C/EBPα.
Ảnh hưởng của các yếu tố bên trong và bên ngoài đến quá trình sản xuất chất béo
Insulin và IGF-1Insulin điều chỉnh quá trình sinh mỡ thông qua tín hiệu thụ thể yếu tố tăng trưởng giống insulin 1 (IGF1) và thúc đẩy quá trình tạo ra các yếu tố phiên mã quan trọng cho quá trình biệt hóa cuối cùng.
Tín hiệu Wnt và BMP
Con đường truyền tín hiệu Wnt/β-myelin có thể ức chế quá trình hình thành mô mỡ và thúc đẩy quá trình biệt hóa của tế bào gốc trung mô thành tế bào cơ hoặc tế bào xương, đồng thời ngăn ngừa quá trình chuyển đổi sang con đường hình thành mô mỡ. Việc sản xuất protein hình thành xương (BMP) có thể kích thích sự biệt hóa của tiền tế bào mỡ, chứng minh vai trò tích cực của chúng trong quá trình này.
Ngoài ra, các tế bào tiền mỡ lão hóa đã được chứng minh là ức chế quá trình sản xuất tế bào mỡ, đây là một trong những yếu tố quan trọng gây ra tình trạng giảm sản xuất mỡ ở người béo phì.
Với sự hiểu biết sâu sắc hơn về cơ chế hình thành mỡ, chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về quy định di truyền đằng sau quá trình này. Những nghiên cứu này không chỉ cung cấp các mục tiêu mới cho việc điều trị bệnh béo phì và các bệnh chuyển hóa liên quan mà còn khiến chúng ta phải suy nghĩ về việc liệu các cơ chế phân tử này, một khi được hiểu đầy đủ trong tương lai, có thể được chuyển đổi thành các phương án điều trị thành công để chống lại các thách thức về sức khỏe liên quan đến béo phì hay không. ?
