饭后血糖如何变化？首席科学家告诉你

　　

生物通报道：来自中科院上海生科院营养科学研究所的研究人员发表了题为“Fasting-Induced Protein Phosphatase 1 Regulatory Subunit Contributes to Postprandial Blood Glucose Homeostasis via Regulation on Hepatic Glycogenesis”的文章，解析了在进食和饥饿时，糖原合成调控的新机制。这一研究成果公布在国际糖尿病研究领域权威杂志Diabetes上。

文章的通讯作者是营养科学研究所的陈雁研究员，其早年毕业于华西医科大学，1994年获得印第安纳大学医学和分子遗传系博士学位，2004年获中科院****支持，2005年获国家基金委杰出青年，2006年入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选，2007年获国务院政府特殊津贴，2007年为科技部重大科学计划首席科学家。这项研究工作由博士生罗小琳等在导师陈雁研究员的指导下完成。

大多数动物，包括人类，在其一生中都不断经历进食和饥饿的周期循环。进食后以葡萄糖为主的血糖急速上升，机体有多种机制参与了餐后血糖的调控，其中最主要的途径是通过胰岛细胞分泌胰岛素，增加机体外周组织对血糖的吸收，从而降低血糖。肝脏是机体最重要的代谢器官，动物实验表明，进食后约三分之一的血糖能够转化为肝糖原，从而储备过多的葡萄糖。但目前尚不清楚肝脏的糖原合成如何与进食和饥饿的循环周期相协调，以维持餐后血糖稳定。

罗小琳等发现，饥饿能在小鼠肝脏中上调蛋白磷酸酶1（protein phosphatase 1, PP1）的调节亚单位PP1R3G的表达，而进食后PP1R3G的表达则下降。进一步的研究表明PPP1R3G的功能是把PP1锚定在糖原上，增加糖原合成酶的活性，从而增加糖原合成。在小鼠高表达PPP1R3G后，进食后的血糖清除率明显提高。若在小鼠中降低PPP1R3G的表达，进食后的血糖清除速度则显著延迟。这一研究发现了肝脏PPP1R3G表达模式在进食和饥饿时的改变在调控糖原合成、维持餐后血糖稳定中发挥了至关重要的作用。

血糖控制异常是糖尿病的最主要特征，同时高血糖也是糖尿病病人罹患心血管并发症的主要原因。该研究揭示了一个餐后血糖调控的新机制，为糖尿病血糖失衡的理解和探索控制血糖的新策略提供了一个全新的思路。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Fasting-Induced Protein Phosphatase 1 Regulatory Subunit Contributes to Postprandial Blood Glucose Homeostasis via Regulation on Hepatic Glycogenesis

Abstract
OBJECTIVE Most animals experience fasting–feeding cycles throughout their lives. It is well known that the liver plays a central role in regulating glycogen metabolism. However, how hepatic glycogenesis is coordinated with the fasting–feeding cycle to control postprandial glucose homeostasis remains largely unknown. This study determines the molecular mechanism underlying the coupling of hepatic glycogenesis with the fasting–feeding cycle.

RESEARCH DESIGN AND METHODS Through a series of molecular, cellular, and animal studies, we investigated how PPP1R3G, a glycogen-targeting regulatory subunit of protein phosphatase 1 (PP1), is implicated in regulating hepatic glycogenesis and glucose homeostasis in a manner tightly orchestrated with the fasting–feeding cycle.

RESULTS PPP1R3G in the liver is upregulated during fasting and downregulated after feeding. PPP1R3G associates with glycogen pellet, interacts with the catalytic subunit of PP1, and regulates glycogen synthase (GS) activity. Fasting glucose level is reduced when PPP1R3G is overexpressed in the liver. Hepatic knockdown of PPP1R3G reduces postprandial elevation of GS activity, decreases postprandial accumulation of liver glycogen, and decelerates postprandial clearance of blood glucose. Other glycogen-targeting regulatory subunits of PP1, such as PPP1R3B, PPP1R3C, and PPP1R3D, are downregulated by fasting and increased by feeding in the liver.

CONCLUSIONS We propose that the opposite expression pattern of PPP1R3G versus other PP1 regulatory subunits comprise an intricate regulatory machinery to control hepatic glycogenesis during the fasting–feeding cycle. Because of its unique expression pattern, PPP1R3G plays a major role to control postprandial glucose homeostasis during the fasting–feeding transition via its regulation on liver glycogenesis.

作者简介：

陈雁
男，1962年3月28日出生，籍贯四川，汉族
1983毕业于华西医科大学医学系，获医学学士学位
1986年毕业于华西医科大学儿科系，获硕士学位
1994年毕业于美国印第安纳(Indiana)大学医学和分子遗传系，获博士学位。

工作情况
1986-1987 华西医科大学附属医院儿科,住院医生
1987-1989 华西医科大学医学分子生物学研究室,助教
1994-1996 美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校（UCSD），博士后
1996-1998 美国Salk研究所，博士后
1998-2005 美国印第安纳大学医学和分子遗传系任助理教授、副教授（已获终身教授）
2004-现在 中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所任研究员、副所长、博士生导师
2006-现在 中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所任副所长、常务副所长

基本工作介绍
具有多年临床和基础医学、分子生物学、细胞信号传导和动物模型建立等方面的工作经验并取得一定成绩。在世界上首次克隆鸦片吗啡受体、首次发现吗啡受体对钾离子通道的调控作用、首次克隆TGF-beta受体下游信号分子Smad3和Smad8、首次发现Smad7在TGF-beta信号通路的负反馈调节功能、首次建立TGF-beta阻断导致胰腺癌早期病变的小鼠模型、首次建立TGIF基因缺失导致脑发育畸形的小鼠模型、首次发现MAPK信号通路Raf激酶的空间调控分子、首次报道糖尿病相关的脂联素受体基因调节功能、首次发现载脂蛋白AI在糖代谢和改善胰岛素抵抗中的作用。目前研究集中于糖尿病的分子机理、肿瘤研究与细胞增殖、动物早期发育与先天遗传性疾病。发表学术论文60余篇,其中约1/3的论文为通讯作者。论文发表在Nature、PNAS、Human Molecular Genetics、JBC、Oncogene、J Neurosci等杂志。论文引用次数2600余次。2004年获中科院****支持，2005年获国家基金委杰出青年，2006年入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选，2007年获国务院政府特殊津贴，2007年为科技部重大科学计划首席科学家。

获奖情况
1988 通过全国中美生物联合培养CUSBEA项目
1996 美国肿瘤协会（American Cancer Society）博士后基金
1999 美国内分泌协会travel基金
1999 美国心脏协会（American Heart Association）科学家发展基金
2005 国家基金委杰出青年
2006 上海市优秀学科带头人
2006 明治乳业科学奖
2006 入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选
2007 获国务院政府特殊津贴

研究内容介绍 　

运用分子生物学、细胞生物学和动物模型研究TGF-beta和营养疾病有关的细胞信号传导，基因调控，免疫调节，肿瘤发生机理和动物早期发育。