控制碳水化合物和脂肪：从果蝇身上学习

研究人员已经确定中肠源性神经肽F是果蝇（Drosophila melanogaster）糖和脂质代谢的关键调节因子。它的激素作用是通过胰高血糖素样和胰岛素样激素介导的，其方式类似于哺乳动物的肠促胰岛素。进一步阐明这些代谢功能及其潜在的遗传机制可能会推进与肠促胰岛素紊乱相关的条件的研究，如肥胖和2型糖尿病。

　　

生命过程是由不同的神经内分泌反馈系统协调的，这些系统在动物王国中保持着基本的相似性。哺乳动物肠道中的肠促胰岛素对膳食糖的反应是刺激胰腺细胞产生胰岛素并抑制其反调节激素胰高血糖素。它们共同拮抗调节糖水平:胰岛素清除循环碳水化合物，促进脂肪储存，而胰高血糖素起调节作用。

此前，研究小组在果蝇黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)中发现了NPF的生殖功能，他们想知道它在其他生物过程中的作用，尤其是在能量稳态方面。他们的研究策略包括先进的基因工程，以产生特定基因敲除毒株(其中基因表达已失活或删除)和敲入毒株(在特定位置产生基因序列的一对一替换)的突变果蝇。利用先进的实验室技术揭示遗传和分子信号通路及其潜在的细胞机制。

研究人员能够证明NPF是由肠道内分泌细胞对膳食糖的反应而分泌的。它向心脏体(昆虫的腺体状器官)中的NPF受体发出信号，刺激昆虫大脑中的胰岛素产生细胞，抑制胰高血糖素样激素，同时增加胰岛素样肽的产生。这会增加血淋巴(昆虫体腔内的循环液体)中的葡萄糖水平，促进脂肪在体内的堆积。

该研究的主要作者Ryusuke Niwa教授解释说:“我们的研究表明，果蝇中肠NPF或NPF/NPFR信号的丢失会产生代谢紊乱，类似于哺乳动物的肠促胰岛素丢失，比如脂肪营养不良(健康脂肪的丢失)、低血糖和嗜食(过量进食)。”“值得注意的是，尽管NPF也由大脑产生，但我们证明了脑源性NPF缺乏这种功能，而且果蝇的NPF在结构上与哺乳动物的肠促胰岛素不同。然而，进一步研究NPF在其他潜在靶组织中的作用是必要的。”

这项研究强调了昆虫和哺乳动物之间糖依赖代谢过程的潜在相似性。更好地理解肠促胰岛素的功能作用，可以为治疗与功能障碍相关的疾病(如肥胖和2型糖尿病)提供治疗策略。

Journal Reference:

1. Yuto Yoshinari, Hina Kosakamoto, Takumi Kamiyama, Ryo Hoshino, Rena Matsuoka, Shu Kondo, Hiromu Tanimoto, Akira Nakamura, Fumiaki Obata, Ryusuke Niwa. The sugar-responsive enteroendocrine neuropeptide F regulates lipid metabolism through glucagon-like and insulin-like hormones in Drosophila melanogaster. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-25146-w