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《细胞》子刊：破解肥胖导致糖尿病的关键环节

临床医学

2023-02-15

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超重和肥胖人群患糖尿病的风险更高，这个观点已经得到无数研究的证实。但体重增加是如何导致糖尿病的？其中的关键分子机制却是个长期无解的难题。

现在，一项发表于《细胞·代谢》的研究揭开了其中的关键线索：糖尿病高风险人群普遍存在一种酶的缺陷，这种缺陷导致关键脂肪酸的加工过程受损，从而引起糖尿病。这项发现不仅有助于理解糖尿病发病机制，同时为高风险人群提供了预防或延缓糖尿病的潜在靶点。

领导这项研究的华盛顿大学医学院教授Clay F. Semenkovich表示，很多糖尿病风险个体的胰岛素水平升高，这是胰岛素抵抗的标志，这也意味着麻烦正在酝酿。“如果我们能在患者真正发展为糖尿病之前施加干预，有可能帮助很多人避免相关健康问题，例如心脏病、慢性肾病、神经系统损伤、视力下降等。”

当一个人体内的脂肪过多，就会向胰岛β细胞发送信号，刺激后者分泌更多胰岛素。当胰岛素水平维持在高水平，身体就会对胰岛素产生抵抗，最终分泌胰岛素的胰岛β细胞功能受损，造成糖尿病。

通过对人体组织样本的研究，研究团队发现胰岛素的过量生产与棕榈酰化（palmitoylation）过程相关。通过这个过程，细胞将通过饮食摄入的棕榈酸附着在蛋白质上。

▲研究发现，APT1酶的缺陷导致小鼠胰岛β细胞过量分泌胰岛素（图片来源：Semenkovich lab）

棕榈酸可以附着在人体的数千种蛋白质上，但研究团队发现，当这种脂肪酸无法从β细胞的蛋白质上移除，就会导致糖尿病。进一步的检验发现，糖尿病风险人群普遍缺乏移除β细胞上棕榈酸所需的APT1酶。

“因为这个过程中的错误，他们会过量分泌胰岛素，因此无法调节β细胞分泌胰岛素的过程，” Semenkovich教授表示，“棕榈酰化过程在一定程度上调节了胰岛素分泌。”

▲APT1酶影响胰岛素分泌的示意图（图片来源：参考资料[1]）

此外，研究团队还对小鼠进行了基因改造，使得它们缺乏APT1酶。不出所料，这些基因编辑小鼠发展出糖尿病。

由于APT1功能受损导致患糖尿病风险升高，研究团队进一步找到了能增加APT1酶活性的化合物。目前，研究团队正对几种候选化合物开展进一步研究。“我们认为，通过提升APT1酶的活性，我们或许可以逆转这个过程，降低高风险人群发展为糖尿病的可能性。” Semenkovich教授表示。

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