罕见基因变异,或让人体更会燃脂

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如果有些人的身体天生就拥有一种不同的“能量管理模式”,能够让脂肪更少堆积在肝脏和血液中,同时降低血糖水平,并减少患2型糖尿病以及心血管代谢疾病的风险,那么这种遗传差异或许就是一种天然的健康优势。

一项覆盖全球超过100万人的大型遗传学研究发现,人体内一个名为FNIP1的基因中存在一些非常罕见的变异,而携带这些变异的人似乎拥有一种与普通人不同的能量代谢方式。他们的身体可能更倾向于消耗能量,而不是将多余能量长期保存为脂肪。研究人员认为,这种特殊的遗传特征可能对糖尿病、心脏疾病以及其他与代谢有关的健康问题产生明显的保护作用。

这项研究发表在《Nature》杂志上。研究团队分析了来自不同国家和地区的大规模遗传数据库,最初关注的是甘油三酯与高密度脂蛋白胆固醇之间的比例,也就是TG与HDL的比值。这个指标与代谢健康密切相关,一般来说,当甘油三酯相对于高密度脂蛋白的比例越高时,一个人出现代谢性疾病的风险也往往越高。正是在寻找与这一指标相关的遗传因素时,研究人员发现了FNIP1这个基因。

FNIP1编码的是一种被称为“滤泡蛋白相互作用蛋白1”的蛋白质。它并不是一个孤立工作的分子,而是会与另一种名为滤泡蛋白的蛋白质共同参与细胞能量调控。简单来说,这套机制在一定程度上就像身体里的“节能装置”,帮助细胞控制能量消耗,让机体能够更有效地保存能量。

从人类进化的角度来看,这种机制其实非常重要。在漫长的人类历史中,食物并不总是充足,能够更加节省能量、储存更多热量的人,在食物匮乏的环境中可能反而拥有生存优势。因此,人体形成一套高效储存能量的系统并不奇怪。

但现代社会的情况已经发生了巨大变化。如今,人们生活在一个高热量食物极其丰富的环境中,能够轻易摄入大量糖分、脂肪和总热量。在这种情况下,过去可能帮助人类度过饥荒的“节能模式”,却可能变成增加肥胖和代谢疾病风险的因素。

研究人员发现,某些FNIP1基因变异会导致这种蛋白质的功能受到影响。由于相关蛋白质无法正常发挥作用,相当于人体原本用于限制能量消耗的“刹车”被部分松开了。

结果就是,细胞可能开始更加积极地消耗能量。

这类FNIP1变异在普通人群中非常少见。在此次研究涉及的人群中,大约每7000人中才有1人携带相关变异。研究人员最终发现,只有155名参与者拥有这种能够使蛋白质功能明显受到影响的“蛋白截短型”变异。

虽然人数非常少,但这些人的代谢表现却相当引人注意。

与没有这些基因变异的人相比,携带FNIP1相关变异的人出现心血管代谢疾病的几率大约低了60%。这并不意味着携带这种变异的人绝对不会患糖尿病或心脏疾病,而是说明这种遗传特征与明显更有利的代谢状态之间存在关联。

研究人员认为,关键可能在于这些人的身体处理能量的方式不同。

他们并不是单纯地“摄入更少”,而可能是在能量进入身体之后,更倾向于消耗和利用这些能量,而不是将其大量储存起来。换句话说,人体的能量平衡可能出现了一个细微但重要的改变:原本用于保存能量的机制被削弱之后,身体会更加积极地把能量用于代谢活动。

研究团队还通过实验进一步观察了这种机制。

在人体肝脏细胞的实验中,当研究人员降低FNIP1的活性后,与脂肪燃烧有关的一些基因开始变得更加活跃。这意味着FNIP1受到抑制之后,肝脏细胞可能会进入一种更加倾向于利用脂肪作为能量来源的状态。

动物实验也给出了类似的结果。

研究人员操纵了与FNIP1有关的代谢通路后发现,即使小鼠长期摄入高脂肪、高果糖的食物,它们也没有像正常情况下那样明显增加脂肪。与此同时,这些动物的胰岛素敏感性有所改善,肝脏中的脂肪堆积减少,甚至与脂肪肝相关的肝脏损伤也有所降低。

不过,这项研究还有一个非常值得关注的地方,那就是它不仅涉及“身体有多少脂肪”,还涉及“脂肪究竟储存在什么位置”。

人体脂肪并不是完全一样的。堆积在皮肤下面的脂肪,与围绕内脏器官形成的脂肪,对健康产生的影响并不相同。通常情况下,腹部以及内脏周围的脂肪,也就是所谓的内脏脂肪,与胰岛素抵抗、糖尿病以及心血管疾病等问题之间存在更强的关联。

相反,分布在臀部、大腿以及皮下组织中的脂肪,在代谢健康方面往往没有那么危险。

因此,FNIP1变异真正带来的好处,可能不仅仅是让身体“少存一点脂肪”,而是改变了脂肪储存和分配的方式。研究人员观察到,携带这些罕见变异的人拥有更加有利的脂肪分布模式,这可能是他们代谢健康状况更好的重要原因之一。

研究中还出现了一个与性别有关的有趣现象。

研究人员并没有只发现FNIP1这一个相关基因。他们在进一步分析过程中,还找到了58个与类似代谢特征有关的基因。对于其中绝大多数基因来说,男性和女性表现出的影响相对接近。

但PDE3B基因却比较特殊。

研究发现,PDE3B相关的罕见变异与更有利TG:HDL比值之间的联系,在女性身上似乎比男性更加明显。之所以这一发现受到关注,是因为PDE3B本身就已经被认为与人体脂肪分布有关。

这意味着,不同基因可能并不是简单地决定一个人“胖还是瘦”,而是通过更加复杂的方式影响人体如何处理能量、如何分配脂肪,以及不同组织究竟储存多少能量。

研究人员还注意到,FNIP1相关基因变化产生的代谢状态,与近年来用于治疗肥胖和2型糖尿病的一类药物存在某些相似之处。

其中最受关注的就是GLP-1类药物。

近年来,GLP-1相关药物已经明显改变了肥胖和2型糖尿病的治疗方式。这类药物主要通过激素信号调节食欲、血糖以及能量平衡,从而帮助患者减少体重并改善代谢健康。

但FNIP1的作用方式似乎并不完全相同。

GLP-1药物主要是通过激素信号系统影响人体,而FNIP1更像是在细胞内部直接参与能量处理机制。它可能影响的是人体决定“应该把能量储存起来,还是把它消耗掉”的基础代谢 machinery。

正因为如此,研究人员认为,FNIP1未来或许可以成为一种潜在的药物靶点。

当然,“可能成为药物靶点”和“已经可以用于治疗”之间存在非常大的距离。研究发现一种天然基因变异能够带来健康优势,并不意味着简单地用药物把这个基因关闭,就一定可以复制相同的效果。

这也是目前最需要谨慎对待的地方。

人体的代谢系统非常复杂。一个基因在其中发挥作用时,往往并不只影响一个环节。如果人为地长期干预FNIP1通路,究竟会不会产生其他副作用,目前还没有足够证据能够回答。

研究人员也特别指出,完全破坏这一代谢通路可能带来严重问题。因此,未来如果真的希望利用FNIP1开发药物,就不能简单地理解成“把这个基因关掉就能减肥”,而需要找到一种更加精确、安全的调节方式。

这项研究真正有价值的地方,也许并不是马上找到一种新的减肥方法,而是让科学家看到了人体代谢系统中一个此前没有被充分认识的调节环节。

罕见基因突变有时候就像自然界提供给科学家的“人体实验”。大多数人拥有正常版本的某个基因,而极少数人因为遗传变异,使某个蛋白质的功能降低甚至失去作用。研究人员通过比较这些人的身体状况,就有机会观察到这个基因究竟在人体中扮演什么角色。

FNIP1就是一个典型例子。

过去,人类并不知道这个基因部分失活后可能会产生如此明显的代谢变化。而现在,通过对超过100万人的遗传和健康数据进行分析,科学家发现,那些天然携带相关变异的人似乎更容易保持有利的脂肪代谢状态,同时拥有更低的心血管代谢疾病风险。

从某种意义上来说,这些极其罕见的基因变化在过去可能并不是优势。

在人类长期面对食物短缺的历史环境中,一个能够帮助身体节省热量、提高能量储存效率的代谢系统很可能更加有利。可是到了今天,食物供应充足甚至过剩,高热量食品随处可见,人们每天面临的环境已经与数千年前完全不同。

过去帮助人类保存能量的机制,在现代生活方式下可能反而成为健康问题的一部分。

这也让FNIP1研究呈现出一个非常有意思的进化视角:某些遗传特征是否“有利”,并不是绝对的,而是取决于一个人所处的环境。

在食物稀缺的时代,节省能量可能意味着更高的生存机会;而在高热量食物极其丰富的现代社会,更容易消耗能量、减少不必要脂肪储存,反而可能成为一种优势。

不过,目前还不能因为这项研究就认为FNIP1是一个可以直接用于减肥的“神奇基因”,更不能据此认为人为关闭它就一定安全有效。

科学家现在需要解决的关键问题是:为什么天然携带这些变异的人能够获得保护作用,而不会出现明显的不良后果?如果通过药物进行人为干预,能不能精确复制这种状态?干预到什么程度才是安全的?长期改变这条代谢通路,又会不会影响其他重要的生理功能?

这些问题都需要更多研究才能得到答案。

因此,这项研究更像是打开了一扇新的窗口。它告诉科学家,人体控制脂肪储存和能量消耗的方式可能比过去理解的更加复杂,而一个此前并不十分受到关注的基因,就可能成为连接脂肪代谢、血糖控制、肝脏健康以及心血管疾病风险的重要环节。

对于普通人来说,这项研究目前最值得关注的并不是去寻找所谓的“燃脂基因”,而是认识到人体代谢健康从来都不是由体重一个指标决定的。脂肪储存在哪里、身体如何利用能量、血脂和血糖处于什么状态,以及遗传因素如何与现代饮食和生活环境相互作用,都可能共同影响一个人的长期健康。

而对于科学家来说,这些罕见的遗传变异则提供了一个非常有价值的研究方向。自然界偶然产生的基因变化,让研究人员得以观察人体在缺少某种蛋白质功能之后会发生什么,从而寻找可能参与疾病形成的关键通路。

FNIP1的发现也再次说明,人类基因组中仍然隐藏着大量尚未被充分认识的信息。有时候,一个只存在于几千甚至上万人中一人的罕见变异,反而能够帮助科学家理解一个所有人都在使用的生理系统。

未来,如果研究能够进一步确认FNIP1与代谢保护之间的因果关系,并找到一种安全、可控的调节方法,那么这个基因或许真的有机会成为治疗肥胖、糖尿病以及其他代谢疾病的新靶点。

但在那之前,还需要大量实验和临床研究来验证其安全性与有效性。

目前可以确定的是,这项涉及超过100万人的研究揭示了一种十分罕见、却可能非常重要的遗传现象:当FNIP1部分失去正常功能时,人体似乎会减少对能量的储存倾向,并增强能量利用,从而形成一种更加有利的代谢状态。这种天然存在于少数人身上的遗传差异,也许正在帮助科学家找到一种新的思路——如何让人体在不依赖单纯限制热量摄入的情况下,更有效地处理和消耗多余能量。

这或许也是这项研究最令人关注的意义所在:它不是简单地告诉我们某个基因与肥胖有关,而是在进一步揭示人体究竟是如何决定“把能量存起来”,还是“把能量用掉”的。

而这个看似简单的选择,可能与现代社会中越来越常见的肥胖、糖尿病以及心血管代谢疾病,有着比想象中更加密切的联系。

原文:https://www.sciencealert.com/rare-variants-in-one-gene-may-help-the-body-burn-fat-instead-of-storing-it