Nature ┃ 组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3）有助于棕色脂肪组织应对骤冷条件下的急性产热——O2k助力棕色脂肪能量代谢研究

棕色脂肪（BAT）是通过UCP1依赖性呼吸介导的哺乳动物非颤抖产热的主要部位，低温触发线粒体氧化磷酸化和UCP1介导的解偶联作用，从而在BAT中快速产生热量。在生物体内，棕色脂肪燃烧糖和脂肪产生热量，其中UCP1的产热作用可以预防环境温度快速降低时产生的致命低温，该理论已受到广泛的关注，但其快速产热的转录机制尚不明确。

在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员详细地描绘了让这些棕色脂肪细胞释放热量所必需的一种分子，即组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3）。相关研究结果于2017年6月14日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Histone deacetylase 3 prepares brown adipose tissue for acute thermogenic challenge”。论文通讯作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院糖尿病、肥胖与代谢研究所主任Mitchell Lazar博士、他的实验室的博士生Matthew Emmett（也是论文共同第一作者）和他们的同事们发现棕色脂肪细胞缺乏HDAC3的小鼠不能够启动UCP1基因，因而就与缺乏UCP1基因的小鼠那样对寒冷的有害影响同样地敏感。这项研究证实HDAC3是启动这种棕色脂肪细胞释放热量所必需的，即便当UCP1基因保持完整时也是如此。

a)解剖小鼠，取部分棕色脂肪组织

b)低温（冰上）将BAT剪碎至糊状，准备匀浆

c)在4℃或冰上进行匀浆，手动/自动（150rpm X 8次）

d)用4℃分离缓冲液（MIB，配方见文末）进行重悬，约15ml

e)将重悬液进行离心，4℃、8500g、10min

f)弃掉脂质和上清

g)将沉淀再次重悬于1ml的4℃MIB中

h)过滤（100μm），自然下落，请勿使用外力

i)用BCA进行线粒体定量，约0.25mg用于O2k进行线粒体呼吸检测

1)底物滴定Baseline respiration (palmatoylcarnitine (4 mM), pyruvate (10 mM) and malate (5 mM))

2)UCP1蛋白阻断剂2 mM GDP

3)滴加ADP (1 mM)开启磷酸化过程

4)rotenone (0.5 μM)关闭线粒体复合物I

5)succinate (10 mM)开启线粒体复合物II

6)TMPD (0.5 mM) and ascorbate (2 mM)开启复合物IV

7)Sodium Azide (2.5 mM)关闭复合物IV

 附：分离缓冲液MIB：mannitol 210 mM, sucrose 70 mM, Hepes 10 mM, EGTA 1 mM, adjusted to pH 7.2 with KOH

参考文献：Emmett,  Matthew, J. , Hee-Woong, Jager, Jennifer, & Richter, et al. Histone deacetylase 3 prepares brown adipose tissue for acute thermogenic challenge.

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电化学实时动态检测模块：pO2（高分辨率极谱氧电极传感器，耗氧率检测分辨率为±1 pmol O₂∙s-¹∙mL-¹）、pH、H2O2、TPP+（测量线粒体膜电位）、H2S、NO、质体醌；

荧光实时动态检测模块：MMP（测量线粒体膜电位）、ATP、Ca2+、ROS、NADH；

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无需过夜培养、样品快速检测，更加客观反映样品更接近体内的能量代谢水平；

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适应线粒体、细胞、组织块、活检样品等不同层次不同水平的样本检测。

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