Cell:對(duì)抗糖尿病、炎癥的天然武器
日期:2014-10-11 08:56:19
自Salk研究所和貝斯以色列女執(zhí)事醫(yī)療中心(BIDMC)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種在人類和小鼠脂肪中生成的新分子,其可以預(yù)防糖尿病。
研究人員證實(shí)給予2型糖尿病小鼠這類新脂質(zhì)可以降低它們升高的血糖。此外,該研究小組還發(fā)現(xiàn)在糖尿病高風(fēng)險(xiǎn)人群中這種新脂質(zhì)的水平降低,表明其有可能可以被用作為代謝性疾病的一種新療法。研究結(jié)果描述在10月9日的《細(xì)胞》(Cell)雜志上。
像膽固醇一類的脂質(zhì)通常與健康不良相關(guān)聯(lián)。然而近年來,研究人員發(fā)現(xiàn)并非所有的脂質(zhì)都對(duì)人體有害,比如存在于魚油中的大受吹捧的ω-3脂肪酸。這種新發(fā)現(xiàn)的脂質(zhì)被稱作為脂肪酸羥脂肪酸(fatty acid hydroxy fatty acids,FAHFAs),在糖尿病早期人群中水平較低,在抵抗糖尿病的小鼠體內(nèi)則水平較高。
論文的資深作者、Salk研究所Clayton肽生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室教授的Alan Saghatelian教授說:“基于它們的生物學(xué),我們將FAHFAs添加到了有益脂質(zhì)的小清單中。這些脂質(zhì)非常不可思議,它們還可以減少炎癥,表明我們有可能為這些分子找到了治療諸如克羅恩病和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等炎癥性疾病以及糖尿病的機(jī)會(huì)。”
以往從未在細(xì)胞和組織中發(fā)現(xiàn)FAHFAs,是因?yàn)樗鼈兊臐舛群艿停沟秒y以被檢測(cè)到。利用最新的質(zhì)譜技術(shù),Saghatelian和論文的另一資深作者、貝斯以色列女執(zhí)事醫(yī)療中心醫(yī)學(xué)系副主任Barbara Kahn,在檢測(cè)Kahn開發(fā)出的一種抗糖尿病小鼠模型時(shí)發(fā)現(xiàn)了FAHFAs。
“我們對(duì)這些小鼠進(jìn)行遺傳改造,使得它們的脂肪中具有更多的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Glut4,我們?cè)C實(shí)當(dāng)這種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白低水平時(shí),人們更容易罹患糖尿病,”Kahn說。通過探究這種糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白幫助防止糖尿病的機(jī)制,該研究小組注意到小鼠體內(nèi)更多的脂肪酸合成提高了胰島素活性,因此使得小鼠不太可能形成糖尿病。該研究小組合作找出了相關(guān)的脂質(zhì)。
Saghatelian 說:“在正常小鼠和這些抗糖尿病小鼠之間許多其他的脂質(zhì)基本上相同,我們看到在抗糖尿病小鼠中這些FAHFA脂質(zhì)提高了16倍,這很明顯是一個(gè)很大的改變。此后,我們利用質(zhì)譜結(jié)合化學(xué)合成闡明了它們的結(jié)構(gòu)。實(shí)際上我們利用這些技術(shù)揭示出了一種全新的分子。”
在確定FAHFAs是一種在正常小鼠和抗糖尿病小鼠之間存在差異的脂質(zhì)后,他們發(fā)現(xiàn)了另一些重要的東西:當(dāng)小鼠吃下FAHFAs時(shí),血糖水平下降,胰島素水平上升,表明了FAHFAs的潛在治療價(jià)值。
為了確定FAHFAs是否也與人類相關(guān),該研究小組在胰島素抵抗(往往是糖尿病的前兆)人群中檢測(cè)了FAHFA水平,發(fā)現(xiàn)他們的脂肪和血液中FAHFA水平較低,表明FAHFA水平發(fā)生改變有可能促成了糖尿病。
Kahn說:“這些脂質(zhì)的水平增高似乎與小鼠和人類積極的結(jié)果相關(guān)。我們證實(shí)這些脂質(zhì)通過多種機(jī)制起作用。當(dāng)血糖升高時(shí),例如在餐后,這些脂質(zhì)迅速刺激了一種激素分泌,該激素向胰腺發(fā)送了分泌胰島素的信號(hào)。此外,這些新型脂質(zhì)還直接促進(jìn)了細(xì)胞糖攝入,減少了脂肪組織和全身的炎癥反應(yīng)。”
研究人員說,這些效應(yīng)組合起來使得這類脂質(zhì)具有巨大的治療潛力。除在廣泛的蔬菜、水果和其他事物中以低水平存在,不同于其他的已知有益脂質(zhì),FAHFAs可在體內(nèi)生成并分解。利用一些信號(hào)來靶向生成或分解這類脂質(zhì)的信號(hào)通路,有可能能夠控制FAHFA水平。
在這篇新論文中,該研究小組還確定了FAHFAs的結(jié)合細(xì)胞受體GPR120,其控制了吸收到脂肪細(xì)胞中的葡萄糖量。該研究小組認(rèn)為,提高機(jī)體的FAHFAs水平也可能是激活GPR120來治療或預(yù)防糖尿病的一條途徑。
Saghatelian 說:“這項(xiàng)研究工作表明了,FAHFA水平改變是從前未知的一種糖尿病新機(jī)制。我們希望這項(xiàng)工作能夠指出一些新療法,來改善機(jī)體自身管理血糖的方式。”
“由于我們可以在某人形成糖尿病之前檢測(cè)到血液中FAHFA呈低水平,這些脂質(zhì)可以作為糖尿病風(fēng)險(xiǎn)的一種早期標(biāo)志物。我們想測(cè)試看看在糖尿病形成之前恢復(fù)這些脂質(zhì)是否有可能能夠減低風(fēng)險(xiǎn)或是防止糖尿病。”