筑波——腸降血糖素是腸道細胞分泌的激素，可調(diào)節(jié)胰腺胰島素和胰高血糖素，從而控制哺乳動物的糖代謝。盡管已在無脊椎動物中鑒定出胰島素和胰高血糖素的對應物，但尚未描述與腸促胰素等效的激素。現(xiàn)在，筑波大學的研究人員證明，中腸產(chǎn)生的一種激素神經(jīng)肽 F (NPF) 在果蠅中發(fā)揮著這種復雜的作用。
生命過程由不同的神經(jīng)內(nèi)分泌反饋系統(tǒng)精心策劃，這些系統(tǒng)在整個動物界都保持著基本的相似性。作為對膳食糖的反應，來自哺乳動物腸道的腸促胰素刺激胰腺細胞產(chǎn)生胰島素并抑制其反調(diào)節(jié)激素胰高血糖素。它們一起對抗性地微調(diào)糖水平：胰島素清除循環(huán)碳水化合物并促進脂肪儲存，而胰高血糖素則起調(diào)節(jié)作用。
早先在果蠅 Drosophila melanogaster 中發(fā)現(xiàn)了 NPF 的生殖功能后，研究小組想知道它在其他生物過程中的作用，特別是在能量穩(wěn)態(tài)中的作用。他們的研究策略包括先進的基因工程，以產(chǎn)生特定基因敲除菌株(其中基因表達已被滅活或刪除)和敲入菌株(其中基因序列的一對一替換已在特定位置)。尖端的實驗室技術(shù)被用來揭示遺傳和分子信號通路以及潛在的細胞機制。
研究人員能夠證明 NPF 是由腸道內(nèi)分泌細胞分泌的，以響應膳食糖分。它向心體(昆蟲的腺樣器官)中的 NPF 受體發(fā)出信號，并刺激昆蟲大腦中的胰島素產(chǎn)生細胞抑制胰高血糖素樣激素，同時增強胰島素樣肽的產(chǎn)生。這會增加血淋巴(昆蟲體腔中的循環(huán)液)中的葡萄糖水平，并促進體內(nèi)脂肪中的脂質(zhì)積累。
“我們的研究表明，果蠅中腸 NPF 的喪失或 NPF/NPFR 信號紊亂會產(chǎn)生類似于哺乳動物腸促胰素喪失的代謝紊亂，例如脂肪代謝障礙(健康脂肪的減少)、低血糖癥和食欲亢進(過度喂養(yǎng))，”Ryusuke Niwa 教授該研究的主要作者解釋說。“重要的是，雖然 NPF 也由大腦產(chǎn)生，但我們證明腦源性 NPF 缺乏這種功能，而且果蠅NPF 在結(jié)構(gòu)上不同于哺乳動物腸促胰素。然而，有必要進一步研究 NPF 在其他潛在靶組織中的作用。”
這項研究強調(diào)了昆蟲和哺乳動物之間依賴糖的代謝過程的潛在相似性。更好地了解腸促胰素的功能作用可能會為與其功能障礙相關(guān)的醫(yī)學疾病(如肥胖和 2 型糖尿病)的治療策略提供信息。
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