评估热量吸收的新技术揭示了肥胖的基因驱动因素

来自哈佛大学、北卡罗来纳州立大学和其他五所大学的研究人员在老鼠和人类身上都发现了与肥胖相关的特定基因开关，这增加了研究肥胖新疗法的长期可能性。作为研究的一部分，北卡罗来纳州立大学的研究人员必须开发一种新的技术来评估小实验动物的热量吸收，这可以用于未来的新陈代谢研究。

一篇描述这项研究的论文。”黑素皮质素2受体辅助蛋白2功能丧失与哺乳动物肥胖相关，发表于科学7月18日。

争论的焦点是一种名为Mrap2的蛋白质，它通过插入这些基因上的受体来激活基因，就像一把锁上的钥匙。研究人员发现在Mrap2不再能够激活基因的动物中(也就是说，关键不再起作用)，动物的体重会显著增加。研究发现这在老鼠和人类身上都是正确的。

在评估Mrap2在小鼠体内作用的部分研究中，研究人员发现，当Mrap2功能不正常时，会发生两件事。首先，老鼠开始以脂肪的形式储存更多的卡路里，这导致它体重增加。第二，在50-60天之后，老鼠大脑中负责告诉它什么时候吃饱的部分停止正常工作。结果，动物吃得更多，加剧了体重的增加。

在研究期间，哈佛大学的研究人员想知道为什么这些动物在开始吃更多之前的一段时间里体重会增加。Mrap2蛋白功能异常的小鼠与其他小鼠的食量相同，但体重却在增加。这是因为肥胖的老鼠从食物中吸收了更多的卡路里吗?或者它们是否吸收了相同数量的卡路里，但使用的能量不同?

哈佛的研究人员联系了彼得Ferket博士他是北卡罗来纳州立大学家禽营养和代谢专家。作为他研究的一部分，Ferket定期评估饲料中的能量量(或卡路里)以及这些能量是如何被家禽使用的。饲料或排泄物中的“能量密度”是以每克的热量来衡量的。Ferket可以给鸡提供特定数量的饲料，然后评估鸡每克排泄物的卡路里。输入和输出的能量之间的区别叫做代谢能。哈佛大学的研究人员希望Ferket用他们实验室老鼠的饲料和排泄物做类似的事情。

但这对Ferket提出了一个有趣的挑战，因为鸟类和哺乳动物排泄废物的方式不同。鸟类的排泄物是一起排出的，而哺乳动物的排泄物和尿液是分开排出的，这使得收集所有的排泄物和评估代谢能变得困难。因此，Ferket选择评估消化能，即摄食量和粪便排出量之间的差异。这仍然可以让研究人员深入了解动物的能量平衡，以及Mrap2蛋白功能不正常的小鼠体重增加的原因。

然而，当哈佛大学的研究人员给Ferket送来老鼠粪便的样本时，出现了一个问题。每只老鼠的粪便样本量是如此之小，以至于传统的评估热量值的方法是不充分的。所以Ferket不得不发明一种新方法。

测定鸡粪中热量密度的标准方法是使用一种叫做炸弹量热计的机器。你把一克废物放入一个金属圆筒，向圆筒中注入氧气，然后用导火线点燃废物。因为钢瓶是一个氧饱和的环境，废物完全燃烧。研究人员可以通过测量温度的升高来确定垃圾的热量密度——温度每升高一摄氏度就等于一卡路里。

但实验室老鼠的粪便是米粒大小的颗粒，重达毫克——甚至远不及炸弹量热计所需的1克样本大小。

为了解决这个问题，Ferket使用了小麦粉。他测量了小麦粉的确切热量密度，并通过使用一定量的面粉使样品体积增大，他可以计算出老鼠粪便的热量密度。

“例如，假设我们确定一克面粉含有4000卡路里，”Ferket说。“所以如果我们把950毫克面粉和50毫克粪便结合起来，在炸弹热量计中，结合的样本产生3900卡路里，我们可以用简单的数学计算粪便的热量密度为每克2000卡路里。

“我们出于需要开发了这项技术，并让外部实验室对其进行了验证，但现在任何人都可以将其用于未来的饮食和新陈代谢研究——只要你的样本量有限。”