議題背景:

今(2022)年7月19日,《自然通訊》(Nature Communications)期刊刊登了國立陽明交通大學林奇宏校長研究團隊發表的研究。該研究結果顯示細胞膜上的「口型蛋白」stomatin,在肥胖慢性病發展中,可能扮演很重要的角色。

在陽明交大腫瘤惡化卓越研究中心博士後研究員吳韶芩的小鼠動物模型中,可以看到在餵食高脂飼料(high-fat diet, HFD)後,表現過量的口型蛋白基因轉殖小鼠(STOM transgenic mice)的體重與脂肪組織重量,會比一般小鼠更重,但只要恢復正常飲食,口型蛋白基因轉殖小鼠的體重與健康狀況就會恢復正常。研究顯示,口型蛋白會參與脂肪生成過程的訊號調節,包括脂肪細胞的分化、脂肪的產生、儲存、分解和分泌。

台灣科技媒體中心特邀兩位研究口型蛋白與脂肪肥胖的專家,短評此研究的重要性與可能應用。

研究原文:

  • Wu, SC., Lo, YM., Lee, JH. et al. Stomatin modulates adipogenesis through the ERK pathway and regulates fatty acid uptake and lipid droplet growth. Nat Commun 13, 4174 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-31825-z
專家怎麼說?

2022年12月07日
國防醫學院生物及解剖學研究所教授兼科主任及所長 徐佳福

1. 這份研究為什麼重要?

細胞膜融合(cell membrane fusion)是維持基本細胞功能的常見細胞結構改變,可以發生在細胞之間的融合,例如:滋養母細胞(trophoblast)、巨噬細胞(macrophage)、破骨細胞(osteoclast)等,也可以發生在胞吞作用(endocytosis)、胞吐作用(exocytosis)和胞器(orgnanelle)之間的融合。

本篇研究主角:口型蛋白(stomatin)在剛開始認為是其功能異常會造成口形紅血球症(stomatocytosis),雖然詳細機轉仍不清楚;口型蛋白是細胞膜上的脂筏(lipid raft)中的標誌蛋白,所以可能在訊息傳遞扮演重要角色;根據本篇研究團隊之前的研究顯示,口型蛋白與破骨細胞的融合和生成有關。不過,到目前為止口型蛋白的真正生理主要功能仍不清楚,值得進一步深入研究。

3. 民眾應如何正確地理解這篇研究?

本篇研究顯示口型蛋白與脂肪細胞內油滴(lipid droplet)的形成有關,屬於一種胞器的融合。口型蛋白扮演重要角色,並且和脂肪代謝有關。這個發現出乎意料之外,不但在學術上增加對口型蛋白生理功能的瞭解,並且提供肥胖症在脂肪堆積的機轉與成因,將來有可能成為治療肥胖症的標靶。

 

2022年12月08日
國防醫學院生理及生物物理學科教授 謝博軒

1. 這份研究為什麼重要?

口型蛋白(stomatin)是一種生物體中長久存在的蛋白質,廣泛存在體细胞内不同的膜系统微域(microdomain)或脂筏中,在實驗上要釐清在細胞不同部位的口型蛋白,對細胞及活體功能的影響,是一大挑戰。文章作者透過類脂肪細胞株和口型蛋白基因表現的小鼠,以及非常精巧的實驗技術和設計來探討口型蛋白對脂肪細胞分化的影響;亦嘗試釐清細胞膜和脂膜上,口型蛋白在脂肪細胞功能和分化中扮演的角色和可能的作用機轉。

因口型蛋白是脂筏中主要成分之一,其研究成果可增進目前生物科學領域對脂筏功能的進一步了解,尤其是在與脂肪細胞功能有關的能量代謝。此外,口型蛋白對細胞和活體生理功能的調控具有可代償性,亦相對反映它可能參與身體非常重要的能量代謝有關的生理功能調控,此一重要調控作用會有多重代償機制,來維持其運作和恆定。

2. 研究有哪些推論上的限制?

雖然此研究結果顯示口型蛋白在活體的脂肪利用和代謝生理功能調控上,扮演重要的角色,但並未提出人體和動物的相關研究文獻和實驗證據,支持口型蛋白可能參與肥胖發展的病程,以及抑制口型蛋白的基因表現,具有改善能量平衡和體重控制的潛力。目前口型蛋白是否可以應用在肥胖的預防或治療仍然存疑;另一方面,實驗鼠與人類脂肪細胞中,口型蛋白的功能和角色的可能差異,亦是在實驗成果的解釋和進一步研究時需要留意的課題。

3. 民眾應如何正確地理解這篇研究?

此篇研究主要探討脂筏中重要成分:口型蛋白,在脂肪細胞分化和脂質代謝功能上所扮演的角色和可能的作用機制,亦嘗試進一步剖析細胞膜和脂膜上的口型蛋白對整個脂肪細胞功能的影響,研究結果讓我們進一步了解脂筏在脂肪細胞分化和功能上的重要性,但其在生理和肥胖病理機制中所扮演的角色,也留下不少需要進一步探討和釐清的問題。

 

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曾雨涵

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