【Nature】治疗就像修复建筑物一样，校正患病细胞的结构，即可恢复健康！

导读： 肥胖症对单个细胞到底有什么影响？提升对这一问题的认知，对于防止肥胖症的一些有害的下游影响（如糖尿病和心血管疾病）有很大的帮助。哈佛大学的科学家们在研究肥胖相关压力下的细胞分子结构时发现，细胞可以利用其分子结构来调节代谢功能，将患病细胞的结构修复至健康状态，即可恢复健康的代谢功能。

更多地了解驱动肥胖导致不良健康影响的机制，可以开发出对应的方法来调控这些不良影响。“慢性代谢性疾病，包括肥胖、糖尿病、心血管和肝脏疾病，是全球最大的公共健康问题，”哈佛大学陈曾熙公共卫生学院（Harvard T.H.Chan School of Public Health）遗传学和代谢学教授，James Stevens Simmons荣誉教授，Sabri Ülker营养、遗传及代谢研究中心主任Gökhan Hotamışlıgil说，“我们发现的基本调节机制可用于评估个体对肥胖等疾病状态的易感性或抵抗力，并确定调节饮食，还是调节营养素，或者是调节禁食，以降低疾病易感性或者增强疾病抵抗力。我们可以设计出一系列针对分子结构的全新治疗策略，类似于修缮破旧建筑物或防止建筑物被破坏。”

哈佛大学一个研究团队从脂肪肝入手开始研究，脂肪肝是一种由肥胖驱动的常见疾病。近日，该研究论文发表在《Nature》杂志上，题为“Regulation of liver subcellular architecture controls metabolic homeostasis”。

https://doi.org/10.1038/s41586-022-04488-5

Sabri Ülker研究中心的Güneş Parlakgül和Ana Paula Arruda带领团队，将健康瘦小鼠的肝脏样本与患有脂肪肝的肥胖小鼠的肝脏样本进行了比较，并采用各种先进技术对其进行精细的检查，包括人工智能、深度学习和通过离子束扫描电子显微镜的高分辨率成像的组合。霍华德·休斯医学研究所（The Howard Hughes Medical Institute, HHMI）的Parlakgül和Arruda及其同事，对肝细胞中被称为细胞器的多用途结构进行了三维重建，在分子水平上对患病的样本和健康的样本进行对比。

与健康样本相比，患有脂肪肝的肥胖小鼠的细胞器在分子结构上发生了巨大的变化。特别是在内质网（ER）中，内质网是一种参与蛋白质及脂质的产生和形成的细胞器。

然后，该团队利用能够修复（重塑细胞膜的）分子和蛋白质的技术部分恢复了ER的结构。修复后的细胞看起来很正常，新陈代谢大大改善，能够更好地控制脂质和葡萄糖代谢。

“大家都没有想到，我们修复了结构后，细胞的新陈代谢也连同一起被修复了，”Arruda说。“我们这项研究是通过调节分子结构来控制新陈代谢的一种全新方法，这对维持健康和治疗疾病至关重要。”

这项研究所产生的图像实际上是迄今为止亚细胞结构在其常规组织环境中完好无损的最详细的可视化结果。其他研究人员以前也创建过类似的成像，但主要是在单细胞或培养物中。

“高分辨率成像和基于深度学习的分析让我们看到，细胞内环境和细胞器结构的结构调节是代谢适应的关键组成部分。以这种调节为靶点可能会为治疗代谢性疾病（如糖尿病和脂肪肝等）带来治疗机会。”Parlakgül说。

Hotamışlıgil说，“我第一次觉得细胞内部这极其拥挤、复杂、美妙又和谐的结构如此吸引我，就像是在细胞的中心看到了一件艺术杰作一样。”

参考资料：

https://www.hsph.harvard.edu/news/press-releases/obesity-alters-molecular-architecture-of-liver-cells-repairing-structure-reverses-metabolic-disease/

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

来源：转化医学网，作者：Liz Zee，转载出于传播更多资讯目的，版权归原作者所有，侵权删