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科学家质疑锻炼激素未在人体新陈代谢中发挥作用

回溯到2012年,对肥胖症研究人员而言,这似乎是一个重要发现:一个能控制身体如何储存和使用脂肪的分子被发现。这种被称为鸢尾素的激素,似乎能放大小鼠运动后的能量消耗,为糖尿病和肥胖症的潜在疗法研发开辟道路。但随访研究却得出不一致结论,这引发许多科学家怀疑该激素并未在人类新陈代谢中发挥作用。目前,一项审查抗体试剂盒可靠性的研究提出针对鸢尾素更进一步的质疑。这种试剂盒通常用于检测鸢尾素。

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在刊登于《自然》杂志的鸢尾素经典研究中,美国哈佛大学医学院细胞生物学家Bruce Spiegelman及其同事描述了一种名为FNDC5的蛋白质是如何提升小鼠新陈代谢的。一般而言,运动后的肌肉中会产生这种蛋白质。他们发现,一个FNDC5片段——鸢尾素,被分泌到血流中,并能使储存能量的白色脂肪细胞的运行更像能量消耗的褐色脂肪细胞。研究人员还在血清中发现了鸢尾素,而且在数周的耐力训练后,鸢尾素水平似乎有所增加。


Spiegelman和哈佛大学将相关成果给予安贝疗法公司。该公司由Spiegelman联合创立于2011年。其他实验室也在试图扩展相关理论——鸢尾素是新陈代谢的一个重要调节者,也是代谢疾病药物的一个潜在靶点。虽然有研究通过测量该激素在血液中的含量,发现在运动后鸢尾素突然增加,但其他人并未发现任何影响。


当杜克大学生物化学家Harold Erickson在准备一场针对医学院学生的有关结缔组织、软骨和骨骼的讲座时,无意间看到这篇2012年发表的论文。当他对该论文进一步研究后,他开始对其正确性感到担忧。例如,制造该抗体的公司的产品目录显示,Spiegelman研究小组用于同血液样本中的鸢尾素反应的抗体被认为是FNDC5蛋白质的一部分,而非鸢尾素的一部分。2013年,Erickson出版了相关观察报告。但Spiegelman则认为是该公司的描述出现了错误。


其他研究小组也分别表示了担忧。2013年,由德国杜塞尔多夫大学糖尿病专家Jürgen Eckel领衔的研究小组发现,编码FNDC5的人类基因存在一个不同寻常的DNA起始顺序,以至于与大部分其他动物体内的该基因相比,它制造的蛋白质维持在一个非常低的水平。该研究小组总结道,在小鼠中观察到的鸢尾素的影响与人体内的鸢尾素不同。


该领域迅速出现分化。“似乎存在两个非常根深蒂固的阵营。”弗吉尼亚联邦大学内分泌学家Francesco Celi说。


而且,随着公司推出标准的酶联免疫吸附测定(ELISAs)后,更多的团队加入争论。ELISAs是测试血清中鸢尾素的简单方法。相关检测依赖于与鸢尾素绑定的抗体。Erickson想知道这些抗体是否与人体血液中的多重蛋白质进行反应,因此虽然检测结果显示存在鸢尾素,但实际并没有。“购买相关检测的人好像从未质疑过ELISA是否完全特定针对鸢尾素。”他说。


现在,Erickson和同事已经发现,4种商业ELISA试剂盒中的抗体能与蛋白质发生反应,范围并不仅限于鸢尾素。但他们近日刊登于《科学报告》的研究也未能在若干动物的血液中发现鸢尾素,包括刚刚剧烈运动的马匹。


英国伦敦大学国王学院系统生物学家James Timmons表示,这篇新论文从根本上改变了有关鸢尾素的争论。他也反对FNDC5和人类运动之间的此类联系。他表示,鸢尾素在人体内并没有可靠的阳性数据作支持,之前基于ELISA测试的论文应当被撤回。


一位鸢尾素ELISA研制者则指出,实际上循环鸢尾素分子的大小仍受到争议,这导致了实验室在如何测量该激素上存在不一致。“我们正等待着进一步研究澄清和解决这一问题。”Adipogen公司首席科学顾问Olivier Donzé说。Adipogen提供了Erickson在实验中使用的一种试剂盒。


另一方面,Spiegelman强调,并非之前所有人体鸢尾素研究均依靠ELISA试剂盒。例如,去年,Celi报告了人体血液中该激素水平温和,并且在锻炼后出现增长。该研究小组使用了名为质谱分析法的更复杂技术,该技术能通过电离并称重其成分,识别出样本中的分子。


对于一些人而言,有关鸢尾素测试的新担忧引发了更广泛的议题。“每一个新物质,尤其是如果它是有趣的,会导致研究论文匆匆而来。而这种论文大部分是不可靠的。”Celi说。Timmons表示,确实,缺乏特异性的抗体“对许多医学科学而言,是房间里的大象”。


Celi还补充,第一代鸢尾素测试可能尤其有问题,原因是这种激素属于一种名为纤连蛋白的非常常见的蛋白质家族。不过基于自己的结论,Celi相信鸢尾素是重要的,并希望能进行更多的鸢尾素活性研究。但有些人已经放弃。安贝疗法表示,将不再从事该激素领域的工作。


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