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Cell Metabol:除了胰岛素, 科学家发现FGF1也能调节机体血糖水平!

2022-01-19

  100年前,胰岛素的发现为数百万名糖尿病患者打开了一扇通往生命和希望的大门,从那时起,机体胰腺所产生的胰岛素就被一直认为是治疗以高血糖为特征的疾病(比如糖尿病)的主要手段,近日,一篇发表在国际杂志Cell Metabolism上题为“FGF1 and insulin control lipolysis by convergent pathways”的研究报告中,来自索尔克研究所等机构的科学家们通过研究发现了第二种分子,即由脂肪组织所产生的一种类似于胰岛素的分子,其能有效且迅速地调节机体的血糖水平,相关研究结果或有望帮助科学家们开发出治疗糖尿病的新型疗法,并同时也为科学家们研究新陈代谢的新途径奠定了一定的基础。 

    

  胰岛素和FGF1或能利用不同独立的通路来调节机体的血糖水平。图片来源:Salk Institute 

  文章中,研究者表示,名为FGF1的激素分子或能通过抑制脂肪的分解过程来调节机体的血糖水平,与胰岛素一样,FGF1能通过抑制脂解作用(lipolysis)来控制机体血糖,但这两种激素往往以不同的方式来发挥作用;重要的是,这种差异会使得FGF1被用来安全且成功地降低遭受胰岛素抵抗的患者机体的血糖水平。研究者Ronald Evans说道,找到能抑制脂解作用并降低血糖水平的第二种激素是一大科学突破,如今我们识别出了能调节脂解作用的关键分子,这或许就能帮助理解机体是如何管理能量储存的。 

  当我们进食时,富含能量的脂肪和葡萄糖就会进入到血液中,胰岛素通常能将这些营养物质运输到肌肉和脂肪组织的细胞中,在那里其要么会被立即使用要么会被储存起来后期使用;在胰岛素抵抗的人群中,葡萄糖并不能有效地被从血液中移除,而高水平的脂解作用会增加机体脂肪酸的水平,这些额外的脂肪酸就会加速肝脏中葡萄糖的产生,并使得已经很高的葡萄糖水平变得更为复杂,此外,脂肪酸还会在器官中积累,从而加速胰岛素抵抗的发生,其是糖尿病和肥胖的主要特征。此前研究人员发现,注射FGF1能明显降低小鼠机体的血糖水平,而慢性的FGF1疗法则能缓解机体的胰岛素抵抗,但其如何发挥作用的,至今研究人员尚不清楚。 

  当前研究中,研究人员调查了这些现象发生背后的机制,以及其之间是如何联系起来的;首先,FGF1能抑制脂解作用,而胰岛素也一样;研究者表示,FGF1能和胰岛素一样调节肝脏中葡萄糖的产生,这些相似之处就会导致研究人员想知道是否FGF1和胰岛素能利用相同的信号通路来调节机体的血糖水平。如今科学家们已经知道,胰岛素能通过PDE3B酶来抑制脂解作用,而PDE3B是一种能开启特殊信号通路的酶类,这样研究人员就能检测一整套类似的酶类,其中PDE3B就位于名单中的首位,他们惊讶地发现,FGF1能使用一种不同的途径—PDE4 

    

  图片来源:https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(21)00623-9 

  研究者Gencer Sancar表示,这种机制基本上就是第二个循环了,其具有平行途径的所有优点;在胰岛素抵抗过程中,胰岛素信号会受损;然而,有了不同的信号级联,如果其中一个通路不工作的话,另一个就可以;这样一来,我们仍然能够控制脂解作用和血糖水平。找到PDE4通路或能为新型药物开发和专注于高血糖和胰岛素抵抗的基础研究提供新的机会;目前科学家们非常迫切研究是否能通过修饰FGF1来改善PDE4的活性,另一种途径就是在PDE4倍激活之前靶向作用新号通路中的多个点。 

  研究者Michael Downes说道,FGF1在胰岛素抵抗的糖尿病小鼠机体中诱导持续性血糖水平下降的特殊能力或许有望作为治疗糖尿病患者的一种潜在治疗性通路,我们希望能通过理解该通路的机制从而更好地开发出治疗糖尿病的新型疗法。如今,研究人员获得了一种新途径,他们想阐明其在机体能量平衡中的作用以及如何去操控它。综上,本文研究中,研究人员发现,FGF1/PDE4通路或能作为脂肪-HGP轴的一种替代的调节子,同时研究者还确定了FGF1能作为脂肪酸平衡的一种未被识别的特殊调节子。 

  

    (来源:生命科学前沿) 

  原文出处:Sancar G, Liu S, Gasser E, et al. FGF1 and insulin control lipolysis by convergent pathways. Cell Metab. 2022 Jan 4;34(1):171-183.e6. doi: 10.1016/j.cmet.2021.12.004. PMID: 34986332. 

  链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34986332/ 

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