摘要:
适应性产热因其增加全身能量消耗和对抗肥胖症和糖尿病1,2,3的能力而备受关注。最近的数据表明,产热脂肪细胞使用肌酸来刺激无效的底物循环,将化学能作为热量消散4,5. 该模型基于添加到线粒体中的肌酸量与消耗的氧气量之间的超化学计量关系。在这里,我们为小鼠中这种无效的肌酸循环活动的分子基础提供了直接证据。产热脂肪细胞具有强大的磷酸肌酸磷酸酶活性,这归因于组织非特异性碱性磷酸酶 (TNAP)。TNAP 水解磷酸肌酸以启动肌酸去磷酸化和磷酸化的无效循环。与其他细胞不同,产热脂肪细胞中的 TNAP 定位于线粒体,在那里发生无效的肌酸循环。当小鼠暴露在寒冷条件下时,TNAP 表达被强烈诱导,其在分离的线粒体中的抑制导致无效的肌酸循环丧失。此外,脂肪细胞中 TNAP 的基因消融降低了全身能量消耗并导致小鼠快速肥胖,而运动或摄食行为没有变化。这些数据说明了 TNAP 作为磷酸肌酸磷酸酶在无效的肌酸循环中的关键作用。