民以食為天,但體重超標也令不少人感到困擾,應對肥胖最有效的方法是減少進食,但肥胖人士往往因為失去「飽腹感」而難以控制食量。因此,找出控制體重的特定因素,並研究它如何調節飽腹感,對研究治療肥胖症的方法,以至研發減肥藥物便十分重要。
由香港浸會大學領導的研究團隊發現,一種名為「膜1型基質金屬蛋白酶」(MT1-MMP)的蛋白水解酶,在飽腹感的調節機制中扮演重要角色,為研發治療肥胖症的創新藥物,提供了極具潛力的標靶。
研究結果已刊登於國際知名科學期刊Nature Metabolism,並獲多份有高度影響力的科學期刊,包括Nature Reviews Endocrinology、Nature Metabolism及Science Signaling挑選為重點研究作出介紹。
超重增加罹患慢性疾病風險
一個人體重超標,尤其是達到肥胖程度時,體內發炎會增加,同時增加患上心血管疾病、糖尿病、癌症等疾病的風險。衞生署在2014/15年進行的人口健康調查顯示,年齡介乎15至84歲的香港人當中,就有約30%屬於肥胖,另有20%過重。
應對肥胖最有效的方法自然是減少進食,但肥胖人士往往失去飽腹感,因而難以調節飲食習慣。
一種蛋白水解酶 成為調節飽腹感關鍵
由浸大中醫藥學院教學研究部助理教授王凱亮博士,以及浸大中醫藥學院臨床部主任、曾肇添中醫藥臨床研究教授卞兆祥教授領導的研究團隊,識別了一種名為MT1-MMP的蛋白水解酶,它在人類大腦發出飽腹感訊號的機制中,發揮重要的調節作用。
「生長及分化因子15」是一種激素,研究發現,這種激素通過與位於後腦名為「GDNF家族受體α樣」(GFRAL)的神經元受體結合,發出飽腹感訊號。因此,調節GFRAL可影響GDF15發出飽腹感訊號的能力,有助調節食量。研究團隊以此為起點進行一系列實驗,研究MT1-MMP對GFRAL的調節作用。
腦內MT1-MMP活性增 體重上升元兇?
研究團隊進行小鼠模型實驗,向一批飽腹神經元中缺失了MT1-MMP的轉基因小鼠,以及另一批屬對照組的普通小鼠餵飼高脂肪食物。16周後,缺失了MT1-MMP的小鼠與對照組相比,其食量少10%,增加的體重低50%,葡萄糖和血漿胰島素水平亦較低。結果顯示,缺乏MT1-MMP可避免小鼠出現由高脂肪食物引起的肥胖。
研究團隊透過獲廣泛用作探測特定蛋白質的「蛋白質印跡分析」技術,發現MT1-MMP的活性,在肥胖小鼠的「腦最後區」及「孤束核」,即涉及食慾及體重管理的大腦區域有所增加。這顯示肥胖小鼠腦內 MT1-MMP活性增加,可能是導致體重持續上升的風險因素。
為了解MT1-MMP抑制GDF15發出飽腹感訊號的機制,研究團隊進行了一系列利用動物模型和培植細胞的分子生物學實驗。結果顯示MT1-MMP活躍的細胞,其GFRAL以至GDF15發出的訊號明顯減少。這是因為MT1-MMP把GFRAL從腦神經元的表面剪斷,阻止了GDF15與GFRAL結合,因而降低了飽腹感訊號的數量,而這又反過來使神經元免受GDF15傳送的飽腹感訊號影響。
用藥物抑制MT1-MMP 減肥現曙光
研究人員亦透過藥理學方法抑制MT1-MMP在體內的活性,探討以MT1-MMP為標靶治療肥胖症的潛力。在使用能抑制MT1-MMP的特定中和抗體後,肥胖小鼠的代謝參數,包括食量、葡萄糖耐量、體重均有明顯改善。結果顯示MT1-MMP可作為潛在的治療標靶,以開發治療肥胖症的創新藥物。
王凱亮博士表示:「研究結果確立了MT1-MMP在調控飽腹感的角色,並初步顯示了這種蛋白水解酶是治療肥胖症的有效標靶。以藥物抑制MT1-MMP,是研發能有效治療肥胖症的藥物的可行策略。」
不過,王博士亦坦言,有關研究目前只通過小鼠實驗,下一步還要進行猴子,才能進行臨床測試,因此距離藥物生產還有較長的一段時間。
卞兆祥教授補充說,除了超重的肥胖外,排除患重病導致食慾不振,有些人「食極都唔肥」,如何增加體重,也是一個研究方向。
除了浸大,是次研究團隊成員還包括香港大學、香港中文大學、德克薩斯大學休斯頓健康科學中心,以及赫爾辛基大學的科學家。