Diabetes发现调控糖代谢和血糖稳态的新机制

　　

　8月5日，国际期刊《糖尿病》（Diabetes）在线发表了中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所乐颖影组的最新研究成果MicroRNA-451 Negatively Regulates Hepatic Glucose Production and Glucose Homeostasis by Targeting Glycerol Kinase Mediated Gluconeogenesis。该研究发现miR-451通过靶向肝脏甘油激酶调控肝脏糖异生，在维持血糖稳态中发挥重要作用，揭示了甘油激酶调控糖异生的分子机制。

　　microRNA是一类含20-25个核苷酸的单链非编码RNA，通过与靶基因mRNA的3’非翻译区结合而使mRNA降解或抑制mRNA的翻译，从而在转录后水平调控靶基因表达，在各种生理病理条件下影响代谢稳态。肝脏是机体重要的糖代谢器官之一，在维持血糖稳态中发挥重要作用。肝脏胰岛素抵抗和产糖（糖异生）增加在2型糖尿病的发生发展中起重要作用。microRNA参与代谢调控及2型糖尿病的发生发展，但机制尚不完全清楚。

　　乐颖影指导的博士后卓鉥等人发现，miR-451在高脂饮食诱导的糖尿病小鼠和db/db小鼠的肝脏中表达升高。通过腺病毒介导在小鼠肝脏过表达或抑制miR-451的功能，发现miR-451能负调控肝脏糖异生和机体血糖水平。在整体和细胞水平的研究发现，甘油激酶(Glycerol kinase, Gyk)是miR-451的作用靶标，Gyk除了通过催化甘油生成3-磷酸甘油而调节以甘油为前体的糖异生，还通过Akt-FOXO1通路介导调控糖异生基因表达，从而实现对肝脏糖异生和机体血糖稳态的调控。进一步的研究发现，在高脂诱导的糖尿病小鼠和db/db小鼠肝脏中过表达miR-451或抑制Gyk的表达，都能抑制肝脏糖异生，显著改善小鼠的高血糖，提高小鼠的葡萄糖耐受能力。此外研究还发现，葡萄糖和胰岛素能上调肝细胞miR-451的表达；在高脂饮食诱导小鼠糖尿病的过程中，肝脏miR-451和Gyk mRNA持续升高，但Gyk蛋白在早期升高后不再继续升高，这些结果提示2型糖尿病时血糖和胰岛素升高可能通过上调肝脏miR-451而抑制Gyk表达，进而减少糖异生，从而有利于改善血糖。因此，miR-451和Gyk是治疗2型糖尿病的潜在靶标。

　　该研究不仅发现了miR-451和Gyk是维持血糖稳态的重要调控因子，而且揭示了miR-451和Gyk调控糖异生的新机制，为2型糖尿病治疗的研究提供了新的靶标和策略。

　　该研究得到上海生科院营养所研究员李于的支持和帮助。该课题得到科技部、中科院和上海市科委的经费支持。

 

miR-451和Gyk调控肝脏糖异生和血糖稳态模式图