グリコーゲン合成が脂肪組織の熱産生と火傷後の代謝異常を制御する仕組みを発見(Researchers Discover Glycogen Synthesis’s Role in Regulating Adipose Tissue Thermogenesis and Hypermetabolism Post-burn Injury)

ad

2025-11-21 中国科学院(CAS)

中国科学院・上海栄養健康研究所の研究チームは、重度熱傷後に生じる異常高代謝(hypermetabolism)の要因である白色脂肪組織の異常な褐色化(browning)を制御する新たな分子機構を解明した。熱傷後、脂肪細胞ではGYS1(グリコーゲン合成酵素1)が過剰発現し、白色脂肪の褐色化・脂肪分解を促進することが判明。脂肪組織特異的な Gys1 遺伝子欠損は、褐色化と脂肪分解を抑制し、肝脂肪化を改善、さらに生存率を大幅に向上させた。Gys1 欠損により細胞内に蓄積した UDPG が JAK2 に直接結合し、IL-6 依存的 JAK2–STAT3 経路を阻害することが核心である。薬剤 MZ-101 による GYS1 阻害でも同様の改善効果が再現され、正常な褐色脂肪の働きには影響しなかった。本研究は、GYS1–UDPG–JAK2–STAT3 軸が熱傷後代謝異常を駆動する主要経路であることを示し、GYS1阻害が新たな治療戦略となる可能性を示した。

<関連情報>

白色脂肪組織におけるグリコーゲン合成酵素1の阻害は、UDPGによるJAK2の阻害を介して重度の火傷後の代謝亢進を軽減する Blocking glycogen synthase 1 in white adipose tissue alleviates hypermetabolism following severe burn injury through inhibition of JAK2 by UDPG

Shixuan Zhuo ∙ Zinan Wang ∙ Lanzexin Yang ∙ Yixuan Yuan ∙ Dahai Hu ∙ Yan Chen
Cell Reports  Published:November 18, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116577

Graphical abstract

グリコーゲン合成が脂肪組織の熱産生と火傷後の代謝異常を制御する仕組みを発見(Researchers Discover Glycogen Synthesis’s Role in Regulating Adipose Tissue Thermogenesis and Hypermetabolism Post-burn Injury)

Highlights

  • Deletion of Gys1 suppresses burn-induced thermogenesis in WAT and mitigates fatty liver
  • Gys1 deletion elevates UDPG, which attenuates signaling of interleukin-6 after burn injury
  • UDPG directly interacts with JAK2 and inhibits STAT3 phosphorylation
  • Administration of a small-molecule inhibitor of GYS1 suppresses post-burn hypermetabolism

Summary

Browning of white adipose tissue (WAT) contributes to the sustained hypermetabolism observed in patients with burns. How glycogen metabolism in WAT is linked to burn-induced hypermetabolism remains unknown. We discover that burn-induced UCP1 expression in subcutaneous WAT is accompanied by elevation of glycogen synthase 1 (GYS1). Adipose tissue-specific deletion of Gys1 suppresses burn-induced UCP1 expression. Gys1 deletion inhibits WAT lipolysis and mitigates hepatic steatosis. Mechanistically, the effects of Gys1 deletion on burn-induced hypermetabolism are mediated by an increase in uridine diphosphate glucose (UDPG), the substrate of GYS1. Both Gys1 deletion and UDPG administration attenuate signaling of interleukin-6. UDPG directly interacts with JAK2 and inhibits STAT3 phosphorylation. Administration of MZ-101, a small-molecule inhibitor of GYS1, suppresses post-burn hypermetabolism and improves the survival rate of mice. Our findings uncover the regulatory role of the GYS1-UDPG-JAK2-STAT3 cascade in WAT during post-burn hypermetabolism and underscore the potential of GYS1 inhibition as a therapeutic strategy for burn injury.

医療・健康
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました