Hoikat hiiret, sydänsairaudet ja diabetes – mitä yhteistä?

27.1.2016
Yhden geenin poisto suojasi hiiriä valtimotaudilta, ja ne pysyivät hoikkina, vaikka ne söivät enemmän. Taustalla on ruskean rasvakudoksen tehokkaampi toiminta, osoittaa tuore suomalaistutkimus.

Suomalaistutkijat kehittivät hiirimallin, joka ei lihonut eikä kehittänyt valtimotautia, vaikka sille syötettiin runsasrasvaista ruokaa. Selitykseksi paljastui ruskean rasvan vilkkaampi toiminta. Tutkimus on julkaistu arvostetussa Science Translational Medicine -lehdessä.

Tutkijat poistivat hiiriltä USF1-geenin selvittääkseen, onko sillä myönteisiä vai kielteisiä vaikutuksia rasva-aineenvaihduntaan – jo ennestään tiedettiin, että USF1-geeni vaikuttaa ihmisillä terveyden kannalta tärkeimpiin veren rasva-arvoihin, kolesteroliin ja triglyserideihin. Geenin poistamisen seurauksena hiiren rasva-arvot muuttuivat, ja muutoksen suunta oli sydäntautien kannalta edullinen: USF1-poistogeenisillä hiirillä veren HDL-kolesterolipitoisuus oli korkea ja triglyseridipitoisuus matala – siis täysin päinvastoin kuin lihavilla ihmisillä ja diabetes-potilailla. Pienemmät triglyseridiarvot johtuivat siitä, että rasvat poistuivat nopeammin verenkierrosta.

Tutkimuksessa oli tarkoitus alun perin keskittyä vain veren rasva-arvoihin ja valtimotautiin, mutta odottamaton löydös muutti tutkimuksen suuntaa: tutkijat huomasivat, että USF1-poistogeeniset hiiret eivät lihoneet merkittävästi, vaikka niille syötettiin runsasrasvaista ravintoa. Samalla ruokavaliolla tavallisten hiirten paino lähes kaksinkertaistui samassa ajassa. Mielenkiintoisen havainnon taustoja ryhdyttiin tutkimaan.

Ruoankulutuksesta lihomattomuus ei johtunut, sillä rasvaruokinnan loppupuolella hoikat USF1-poistogeeniset hiiret söivät jopa tavallisia hiiriä enemmän. Suurempi liikkuminenkaan ei selittänyt pienempää ruumiin painoa, sillä USF1-poistogeeniset hiiret liikkuivat vähemmän. Ravinnon imeytymisessäkään ei ollut eroja.

SALAISUUS PIILI RUSKEASSA RASVASSA

Tutkijat pääsivät oikeille jäljille mitatessaan hiirten energiankulutusta. Vaikka USF1-poistogeeniset hiiret eivät liikkuneetkaan enempää, ne kuitenkin kuluttivat enemmän happea ja tuottivat enemmän hiilidioksidia – niillä oli siis kiihtynyt aineenvaihdunta. Kiihtyneen aineenvaihdunnan syyksi paljastui ruskean rasvakudoksen vilkastunut toiminta.

Normaalisti ruskea rasvakudos aktivoituu ympäristön lämpötilan laskiessa polttamaan veren rasvaa lämmöksi, jotta ruumiin lämpö ei laskisi kylmän talven aikana. USF1-poistogeenissä hiirissä ruskea rasvakudos kuitenkin toimi vilkkaasti ympäröivästä lämpötilasta riippumatta ja suojasi niitä lihomiselta.

Sen lisäksi, että ruskea rasvakudos esti USF1-poistogeenisiä hiiriä lihomasta, se toimi niillä myös eräänlaisena ”rasvaimurina”, joka imuroi verenkierrosta rasvaa ja sokeria poltettavaksi. Tämän seurauksena veren rasva-arvot paranivat, ja mikä tärkeintä, valtimoihin kehittyi kolesterolipitoisesta ravinnosta huolimatta vain vähän kolesteroliplakkeja tavalliseen hiireen verrattuna.

Tutkijat selvittivät lopuksi, voisiko USF1-geenin toiminnan estäminen olla hyödyllistä myös ihmisessä. Yhdistämällä suomalaisia väestötutkimuksia tutkijat löysivät USF1:n vähemmän aktiivisen geenimuodon ja havaitsivat, että sen kantajilla oli paremmat rasva-arvot, parantunut insuliiniherkkyys ja vähemmän valtimoahtaumia kuin väestöllä keskimäärin.

Aiemmin ajateltiin, että ruskeaa rasvaa on vain tietyillä nisäkkäillä. Uudet tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että myös ihmisillä on ruskeaa rasvaa. Koska USF1-geenin poistaminen paransi hiirten aineenvaihduntaongelmat ja koska USF1-geenituotteen pieni määrä oli edullista myös ihmisissä, tutkijat päättelivät, että USF1:n toiminnan estäminen lääkeaineella voisi olla hyvä keino hoitaa sydäntautia ja diabetesta.

Artikkelin ensimmäinen kirjoittaja LT Pirkka-Pekka Laurila (Helsingin yliopisto ja Terveyden ja hyvinvoinnin laitos) aloitti tutkimuksen akateemikko Leena Palotien ryhmässä ja jatkoi sitä THL:ssä Matti Jauhiaisen laboratoriossa yhdessä Jarkko Sorosen kanssa. Tutkimus tehtiin tiiviissä yhteistyössä Helsingin, Oulun ja Leidenin yliopistoissa sekä Wihurin tutkimuslaitoksessa toimivien Petri Kovasen, Samuli Ripatin, Anu Wartiovaaran, Esa Hohtolan ja Patrick Rensenin tutkimusryhmien kanssa. Yhteistyössä on ollut mukana tutkijoita myös Turun ja Tampereen yliopistoista.

Lisätietoja

LT Pirkka-Pekka Laurila
pirkka-pekka.laurila@thl.fi

Viite: Pirkka-Pekka Laurila & al. USF1 deficiency activates brown adipose tissue and improves cardiometabolic health. Science Translational Medicine 27 January, 2016.

Lue lisää aiheesta: Terveys