課題組供圖
復旦大學附屬婦產科醫院/生殖與發育研究院丁國蓮課題組與美國貝勒醫學院孫正課題組、山東大學齊魯醫院陳麗課題組等合作,發現下丘腦視交叉上核(SCN)區GABA神經元(SCNGABA)的REV-ERB基因能控制胰島素抑制肝臟糖異生的晝夜節律。這對深入了解中樞神經系統對外周糖代謝的時空調控具有重要的意義,也將有助于指導糖尿病患者血糖控制策略。近日,該研究成果在線發表于《自然》。
人們已經知道糖代謝中的胰島素敏感性存在晝夜節律,但這種晝夜節律的生理調控機制如何,一直未有明確答案。
在該研究中,研究人員發現野生型(WT)小鼠在全身胰島素敏感性、胰島素抑制肝糖生成的敏感性以及肝臟生糖的本底水平三個方面,都有顯著的晝夜節律,均在覺醒時達到高峰;而SCNGABA特異性敲除REV-ERB-α和REV-ERB-β的KO小鼠只在覺醒時表現出最顯著的糖耐量受損。而且,該現象不受進食和運動行為的影響。
研究人員進一步發現,KO小鼠的SCNGABA神經元放電活動與糖耐量改變的時間節律一致,放電活動的增加主要與興奮性突觸后電流的振幅增加有關。研究人員在KO小鼠SCNGABA神經元中誘導了外源REV-ERB的節律性表達。當外源REV-ERB的節律與WT小鼠正常內源REV-ERB同相位時,可改善KO小鼠覺醒時的糖代謝表型;而非同相位表達則不能改善糖代謝表型,從而證明了節律表達的重要性。
臨床上也已發現,在糖尿病患者中,有一部分會發生“黎明現象”。這部分患者在夜間或白天大部分時間內血糖控制尚可且平穩,但在黎明時分尤其是早餐后呈現高血糖,提示此類患者可能存在胰島素敏感性的節律異常。于是,研究人員將2型糖尿病患者分為有黎明現象組和無黎明現象組。研究發現,在睡眠狀況無差異的情況下,有黎明現象的患者與無黎明現象的患者相比,其REV-ERB-α和REV-ERB-β的表達節律確實存在顯著差異。
專家表示,該研究對糖代謝中胰島素敏感性節律調控機制的揭示,不僅是對生理現象的闡釋,也為困擾糖尿病患者的“黎明現象”,提供了機制解釋和治療建議。(黃辛)
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