科学家发现胰岛素之外调节血糖水平的新途径

导读：100年前，胰岛素的发现为数百万糖尿病患者打开了一扇通往生命和希望的大门。

100年前，胰岛素的发现为数百万糖尿病患者打开了一扇通往生命和希望的大门。从那时起，在胰腺中产生的胰岛素一直被认为是治疗以高血糖（葡萄糖）为特征的疾病的主要手段，如糖尿病。现在，索尔克生物研究所的科学家们已经发现了第二个分子，它在脂肪组织中产生，与胰岛素一样，也能有效和迅速地调节血糖。

他们的发现可能会导致治疗糖尿病的新疗法的开发，同时也为新陈代谢研究中很有前景的新途径奠定了基础。

该研究于2022年1月4日发表在《细胞代谢》杂志上，显示一种名为FGF1的激素通过抑制脂肪分解来调节血糖。与胰岛素一样，FGF1通过抑制脂肪分解来控制血糖，但这两种激素的方式不同。重要的是，这种差异可以使FGF1被用来安全和成功地降低患有胰岛素抵抗的人的血糖。

研究共同第一作者、March of Dimes分子和发育生物学主席Ronald Evans教授说：“找到抑制脂肪分解和降低血糖的第二种激素是一项科学突破。我们已经确定了一个调节脂肪分解的新角色，这将有助于我们了解体内的能量储存是如何管理的。”

当我们进食时，富含能量的脂肪和葡萄糖进入血液中。胰岛素通常将这些营养物质运送到肌肉和脂肪组织的细胞中，在那里它们被立即使用或储存起来供以后使用。在有胰岛素抵抗的人中，葡萄糖不能有效地从血液中清除，较高的脂肪分解增加了脂肪酸水平。这些额外的脂肪酸加速了肝脏的葡萄糖生产，使已经很高的葡萄糖水平更加复杂。此外，脂肪酸在器官中积累，加剧了胰岛素抵抗--糖尿病和肥胖症的特征。

此前，该实验室表明，注射FGF1能显著降低小鼠的血糖，而且长期FGF1治疗能缓解胰岛素抵抗。但它是如何工作的仍然是一个谜。

在目前的工作中，该团队研究了这些现象背后的机制以及它们之间的联系。首先，他们表明FGF1抑制脂肪分解，就像胰岛素那样。然后，他们表明FGF1调节肝脏中葡萄糖的产生，就像胰岛素那样。这些相似之处导致该小组怀疑FGF1和胰岛素是否使用相同的信号（通讯）途径来调节血糖。

人们已经知道，胰岛素通过PDE3B抑制脂肪分解，PDE3B是一种启动信号通路的酶，因此该小组测试了一整套类似的酶，其中PDE3B是他们名单上的首位。他们惊讶地发现，FGF1使用了一个不同的途径-PDE4。

“这种机制基本上是一个第二循环，具有平行途径的所有优点。在胰岛素抵抗中，胰岛素信号传导受到损害。然而，有了不同的信号级联，如果一个不工作，另一个也可以。”第一作者、埃文斯实验室的博士后研究员Gencer Sancar说：“这样，你仍然可以控制脂肪分解和血糖调节。”

找到PDE4途径为药物发现和专注于高血糖（高血糖症）和胰岛素抵抗的基础研究提供了新的机会。科学家们急于研究修改FGF1以改善PDE4活性的可能性。另一条途径是在PDE4被激活之前针对信号通路的多个点。

“FGF1在胰岛素抵抗的糖尿病小鼠中诱导持续降糖的独特能力是糖尿病患者的一个有希望的治疗途径。我们希望对这一途径的了解将导致对糖尿病患者更好的治疗，”共同第一作者、 Evans实验室的高级职员科学家Michael Downes说。“现在我们已经有了一个新的途径，我们可以弄清楚它在体内能量平衡中的作用以及如何操纵它。”