Nature：調控糖在肝臟中的生成
日期：2012-04-10 08:30:52
來自美國Salk生物研究所，哥倫比亞大學等處的研究人員發表了題為“Inositol-1,4,5-trisphosphate receptor regulates hepatic gluconeogenesis in fasting and diabetes”的文章，發現了調控肝臟葡萄糖生成的分子開關，這也許為治療胰島素抵抗的II型糖尿病提供了一種新型治療方法。相關成果公布在Nature雜志上。
文章的通訊作者是Salk研究所克萊頓基金多肽生物學實驗室主任Marc Montminy教授，他說，“如果你控制住這些開關，那么就能調控葡萄糖的生成，這就是II型糖尿病的中心問題”。文章的第一作者之一是這一研究組成員：王益國（Yiguo Wang，音譯），其早年畢業于中科院上海生化所。
II型糖尿病（舊稱非胰島素依賴型糖尿病或成人糖尿病）是一種代謝性疾病，其主要特征就是胰島素抵抗，相對胰島素缺乏和高血糖，這種疾病的患者體內產生胰島素的能力并非完全喪失，有的患者體內胰島素甚至產生過多，但胰島素的作用效果卻大打折扣。因此其中心問題確實就是葡萄糖生成的問題。
目前這一領域的研究人員大都在積極尋找新型藥物，但是要發展新型有效的糖尿病治療藥物，首先需要了解人類代謝的復雜機制，以及出現失序的機理機制。
白天人類燃燒來自食物中的葡萄糖，用于支持肌肉和機體其它部分所需的能量，到了晚上，當我們睡著了之后，我們又開始儲存脂肪——一種消耗較慢的能量形式。但是機體中的某些部位，尤其是大腦，仍然需要葡萄糖作為能源。
胰島細胞能調控這種平衡，這些細胞位于胰腺中，能制造胰高血糖素，這是一種在禁食時候刺激肝臟產生葡萄糖，供給大腦使用的激素。這一過程在我們進食時會發生逆轉，當胰島細胞釋放胰島素的時候，這就能告訴肝臟停止制造葡萄糖。因此胰高血糖素與胰島素是維持血糖穩定濃度的反饋組成部分。
Montminy教授研究組多年來一直致力于研究調控肝臟和胰腺其它調控葡萄糖感應和葡萄糖代謝的核心開關，他們的重要發現之一即使揭示出胰高血糖素這一禁食激素能開啟一種稱為CRTC2的遺傳開關，這一開關能調控血糖中葡萄糖分級生成——當血糖中胰島素升高，CRTC2活性就被抑制，肝臟就會減少葡萄糖的生成。
但是在胰島素抵抗II型糖尿病病患中，CRTC2開關作用太強，胰島素信號還未能及時傳遞，因此肝臟就會產生太多的葡萄糖，血糖濃度就過高。經過十到二十年的時間，這種葡萄糖異常就會導致慢性疾病，比如心臟病，失明和腎功能衰竭。
最新這篇文章則識別出了一種延遲系統，解釋了禁食階段，葡萄糖如何激活CRTC2開關，以及這一系統在糖尿病中的作用。
這一系統包含有一個肝細胞外側分子受體：IP3——研究人員稱之為“分子插口”，禁食階段，胰高血糖素打開這一IP3插口，允許一個分子“油門”：一種鈣調分子加速CRTC2的作用，激活基因，引導肝膽生成更多的葡萄糖，開啟代謝引擎。
研究人員還發現IP3受體的活性，以及肝臟中鈣調磷酸酶 (calcineurin)在糖尿病胰島素抵抗患者中會升高，導致更高血糖。因此可以通過選擇性降低IP3插口，以及鈣調磷酸酶這一加速器的活性，從而來關閉CRTC2開關，降低II型糖尿病患者的血糖濃度。
Montminy教授說，“顯然我們還需要進行更進一步的分析，了解這一方法是否適用于人體。”
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