Cell子刊：糖尿病关键机制可能开始于大脑

　　

生物通报道：根据西奈山伊坎医学院研究人员发表在《Cell Metabolism》的一项最新研究表明，糖尿病背后的关键机制可能开始于大脑，可检测的早期疾病迹象，是一组分子水平的不断上升，而在以前这组分子与胰岛素信号并没有联系。

过去的研究已经发现，一组关键的蛋白构建块——支链氨基酸（BCAAs），在肥胖和糖尿病患者体内的水平较高，在人出现糖尿病之前的许多年，都存在这种升高。肥胖者和糖尿病患者体内的BCAA分解为何和如何发生障碍？目前仍不清楚，正在进一步调查研究。

本文资深作者、伊坎医学院副教授Christoph Buettner博士称：“我们的研究结果首次证明，哺乳动物大脑中的胰岛素信号，通过增加肝脏中的BCAA分解，从而调节BCAA的水平。”

“这表明，血浆BCAAs水平升高，反映了肥胖者和糖尿病患者大脑胰岛素信号受损。”

本文第一作者、西奈山伊坎医学院医学讲师Andrew C. Shin博士称：“重要的是，仅大脑胰岛素信号受损的啮齿动物，具有升高的血浆BCAA水平，并且肝脏BCAA分解受损。由于被破坏的脑胰岛素信号可能导致在患者中发现的BCAAs早期升高，最终发展为糖尿病，因此，引发糖尿病的胰岛素抵抗实际上可能开始于大脑。”

Shin博士补充说：“结果表明，BCAAs水平可能反映了大脑的胰岛素敏感性。”Shin博士也指出，他们发现的这一新途径，也存在于从人类到啮齿类动物、到蠕虫等生物中。

在这项研究中，研究人员将胰岛素注入大鼠脑内，对其肝脏和血浆进行蛋白质组学和代谢物组学研究，得出了这一初步发现，指出了脑胰岛素信号在BCAA分解代谢中的作用。Buettner博士说：“我们的研究提供了一个例子，向我们表明蛋白质组学和代谢组学（研究蛋白质和代谢物的技术）如何可让研究人员提出一个假设。它们也是伟大的发现工具。”

接着，研究小组在许多动物模型，如小鼠、大鼠和线虫中检测了这一概念。他们也在糖尿病前期猴以及肥胖者和糖尿病患者中确定，BCAAs升高与肝脏中的BCAA分解减少有关。

（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
Brain Insulin Lowers Circulating BCAA Levels by Inducing Hepatic BCAA Catabolism
Summary: Circulating branched-chain amino acid (BCAA) levels are elevated in obesity/diabetes and are a sensitive predictor for type 2 diabetes. Here we show in rats that insulin dose-dependently lowers plasma BCAA levels through induction of hepatic protein expression and activity of branched-chain α-keto acid dehydrogenase (BCKDH), the rate-limiting enzyme in the BCAA degradation pathway. Selective induction of hypothalamic insulin signaling in rats and genetic modulation of brain insulin receptors in mice demonstrate that brain insulin signaling is a major regulator of BCAA metabolism by inducing hepatic BCKDH. Short-term overfeeding impairs the ability of brain insulin to lower BCAAs in rats. High-fat feeding in nonhuman primates and obesity and/or diabetes in humans is associated with reduced BCKDH protein in liver. These findings support the concept that decreased hepatic BCKDH is a major cause of increased plasma BCAAs and that hypothalamic insulin resistance may account for impaired BCAA metabolism in obesity and diabetes.