支链氨基酸代谢及其与疾病的关系

亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸的疏水侧链都具有分支的甲基基团，因而被统称为支链氨基酸(branched chain amino acids, BCAAs)。作为机体的必需氨基酸，除了作为蛋白质合成的基本原料，BCAAs及其各种分解代谢产物还可以作为信号分子，调控从蛋白质合成到胰岛素分泌等众多生理过程。因此，它们的正常代谢对机体生命活动至关重要。越来越多的证据表明，BCAAs代谢异常与多种疾病关系密切，包括枫糖尿病、神经系统疾病、糖尿病、心血管疾病、肝疾病和癌症等。本文详细概述了哺乳动物中BCAAs分解代谢的基本模式、调控机制(主要关注对2个关键代谢酶BCAT和BCKDH的调控)以及BCAAs参与mTOR和AMPK信号通路在机体代谢中发挥的作用。总结了BCAAs代谢异常与多种疾病的关系，并对有关的矛盾观点进行阐述和解释。近年来，BCAAs代谢及调控在疾病发生发展中的作用成为研究热点，为相关疾病预防和治疗提供了新视角。本综述将为进一步研究提供线索。     

肠道微生物调控宿主食欲的研究进展

肠道微生物与宿主代谢相互作用,可调节机体的生理功能。宿主机体中存在"微生物-肠道-大脑轴",肠道菌群可通过多种途径影响中枢神经系统,进而对宿主摄食等行为产生影响。食物中不易被宿主消化吸收的膳食纤维等营养物质,被肠道微生物发酵可产生多种代谢产物,这些代谢产物作为信号分子可通过不同途径介导中枢神经系统,进而调控宿主食欲。本文主要综述了肠道微生物及其代谢产物对中枢神经系统与宿主食欲的影响及其可能的调控途径与机制,以加深肠道微生物在调控宿主食欲方面的新认识。     

氨基酸调控肝脏糖脂代谢的作用与机制

氨基酸是人必需的营养物质,具有广泛的生物学功能,它是蛋白质的组成单位,能量代谢物质。此外,它还作为信号分子广泛参与对多种生理功能的维持与调控,并在转录、翻译、翻译后修饰等多个层面上发挥作用。肝脏是关键的代谢器官,它充当连接各种组织代谢的枢纽。氨基酸感应在肝脏糖脂代谢的调控中起到十分重要的作用。因此准确地感应细胞内和细胞外氨基酸的水平,成为维持细胞内稳态的关键。真核细胞中存在一些众所周知的氨基酸感应因子,即一般性调控阻遏蛋白激酶2 (general control non-derepressible-2, GCN2)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)以及味觉受体等,在维持机体代谢稳态中发挥重要作用。本文对氨基酸调控肝脏糖脂代谢的作用与机制做了详细介绍,为进一步探究氨基酸感应机制以及治疗肝脏糖脂代谢紊乱疾病奠定了基础。     

环二腺苷酸(c-di-AMP)——细菌的一种新型第二信使

环二腺苷酸(cyclic diadenosine monophosphate,c-di-AMP)是在细菌中新发现的一种第二信使分子,其参与调节多种生理功能,包括细菌的生长、细胞壁的代谢平衡以及细菌的致病力等。c-di-AMP除了在细菌中发挥作用外,它还可作为第二信使分子被真核宿主识别,激活先天性免疫应答。细菌细胞内c-di-AMP的代谢受二腺苷酸环化酶(diadenylate cyclase,DAC)和磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)的调控。本文综述了c-di-AMP的代谢途径、调控机制、受体蛋白、生物学功能以及未来的研究方向和应用前景。     

铁调素调控与铁代谢相关疾病研究进展

铁离子对所有生物来说都是必需元素。人体组织中的铁含量被精确调控,以确保体内铁始终处于正常生理水平。多种疾病可引起人体铁代谢失调,如血色病、慢性丙型肝炎和酒精性肝病等。许多分子参与了铁调控,其中铁调素是机体铁稳态的中心调控分子。研究铁调素有助于加深人们对人体铁失调分子机制的深入认识。初步讨论了铁调素调控与铁代谢相关疾病的关系,为理解铁代谢疾病提供线索和新的临床诊断和治疗依据。     

脂肪组织蛋白质组学研究进展

脂肪组织不仅是机体的能量储存库,而且也是重要的内分泌器官。脂肪组织分泌多种激素和细胞因子,参与调节机体多种生理和病理过程。目前飞速发展的蛋白质组学技术,为深入研究脂肪发育的分子机制及其代谢紊乱发生的遗传机理提供了有力的工具。对蛋白质组学在脂肪组织中的研究进展进行了综述,为脂肪组织的发育调控及代谢疾病的治疗提供了新的思路。     

哺乳动物线粒体质量控制的机制

线粒体是真核生物细胞重要的细胞器,不仅通过氧化磷酸化为细胞生命活动提供能量,而且与细胞代谢和胁迫信号的传导、钙离子稳态、活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生及细胞凋亡等重要生物过程密切相关。线粒体的质量控制系统对于维持细胞正常生理功能具有重要作用,其功能障碍将导致多种疾病的发生。该文综述了哺乳动物线粒体质量调控的分子机制,为通过调控线粒体质量维持机体健康、降低疾病发生提供理论依据。     

下丘脑的代谢与能量平衡调控功能研究进展

下丘脑是调控代谢稳态与能量平衡的关键脑区,对摄食、营养素代谢、机体水平衡、基础代谢、体温、生理节律等代谢相关功能发挥核心调控作用,维系机体异化作用与同化作用平衡。近年来,随着神经科学技术的发展,下丘脑参与代谢调控的神经核团、神经通路、及其机理被深入研究,并揭示出一系列重要的新发现。这些新发现,对深入理解肥胖及相关代谢疾病发病机制具重要意义。值得注意的是,下丘脑功能失调,与肥胖、二型糖尿病等代谢疾病发病密切相关。本文综述近年来有关下丘脑调控代谢和能量平衡研究进展,以期深入了解下丘脑调控代谢和能量平衡的神经与分子机制,并为相关疾病的诊疗提供新信息。     

Hepcidin与疾病关系和其临床意义的研究进展

铁是人体必需的微量元素,是血红蛋白、肌红蛋白及多种酶的重要组成成分,广泛地参与氧气输运、氧化还原反应、细胞增殖与分化、基因表达调控等基本生命过程。机体铁稳态对生命体新陈代谢的平衡起着至关重要的作用。铁稳态依赖铁吸收、转运和储存、再循环利用等代谢过程共同调节。铁调素（Hepcidin）是铁代谢调节中最关键的调节分子,成熟的铁调素是一个由25个氨基酸组成的功能性小肽类激素,可以通过调节小肠上皮细胞和巨噬细胞表面的相关铁转运蛋白来调控机体内铁的储存和利用。铁调素同时受到机体铁水平的反馈,免疫应答和红细胞生成等因素的共同调节。许多铁代谢疾病、炎症和各种原因引起的贫血与铁调素的异常表达相关。因此,对于铁调素的检测不但可以反映机体的铁代谢状况,结合其他临床指标还能够辅助诊断和有针对性地检测相关疾病的治疗效果。     

mTORC1信号通路亮氨酸感受器——Sestrin2

正亮氨酸是重要的蛋白质合成原料,同时也可作为信号分子参与调节包括饱感、胰岛素分泌、骨骼肌合成代谢等多种生理活动。mT OR复合物1(mT OR complex 1,mT ORC1)蛋白激酶是调节亮氨酸功能的关键调控分子,通过控制蛋白质、脂质合成、自噬等过程调控细胞发育。然而,mT ORC1上游的亮氨酸相关信号通路尚不清楚。近期来自麻省理工学院的David M.Sabatini实验室在《科学》杂志上报道了最新研究:Sestrin2在mT ORC1信号通路中发     

铁代谢与蛋白质泛素化．降解调控研究进展

铁元素为几乎所有的生命体所必需,维持铁代谢稳态对机体的正常功能至关重要。铁代谢紊乱与人类多种疾病的发生和发展有关。已知铁代谢稳态受到一系列参与铁代谢环节的关键蛋白质,如IRP2等的精确调节。这些重要蛋白质的稳定性、生理活性的动态变化及其协调作用是细胞维持铁代谢平衡的分子基础。除了转录和转录后水平的调控,泛素化等翻译后修饰方式和蛋白质降解是细胞精确调控参与铁代谢的蛋白质的水平及功能普遍而有效的方式之一;同时,细胞的铁代谢状态也影响细胞内参与泛素化等翻译后修饰途径的酶类的活性和稳定性,从而在铁代谢和蛋白质修饰．降解途径之间形成反馈机制,实时和动态地完成对细胞内铁代谢水平的精确调控。就相关领域的最新进展作简要综述。     

生物钟调控肝糖原代谢与葡萄糖稳态的研究进展

生物钟作为一种重要的调控系统,存在于哺乳动物大部分的细胞、组织和器官中,通过调节生物钟控制基因的节律性表达维持机体以接近24 h为周期的各种行为及生理功能变化。哺乳动物中枢生物钟下丘脑视交叉上核通过神经与体液途径协调同步外周生物钟,肝脏、胰腺、骨骼肌、脂肪组织中参与葡萄糖代谢的众多环节都受到中枢与外周生物钟的调控,如激素信号转导、限速酶基因表达以及营养信号传递等,其中生物钟对肝糖原代谢的调控是生物钟调控葡萄糖稳态的重要环节。基因突变、作息和饮食不规律引起的生物节律紊乱常诱发机体出现胰岛素抵抗、肝糖原含量下降、糖耐量受损等异常表型。该文主要综述了生物钟在肝糖原代谢与葡萄糖稳态调控中的作用,重点阐述了肝脏生物钟调控肝糖原代谢的分子机制,并探讨了轮班工作、时差因素引发的昼夜节律紊乱对人体葡萄糖稳态的影响,以期为糖代谢障碍相关疾病的防治提供新的研究思路。     

食品添加剂对肠道微生物组的影响

肠道微生物参与宿主多种代谢途径的调节,对机体多种生理功能产生重要影响,并在许多慢性炎性疾病的发展中起核心作用,而饮食中的营养物质能够影响肠道微生物群落结构并为微生物的代谢提供底物。本文综述食品添加剂对肠道微生物组的影响,对预防和治疗与肠道微生物群落相关的许多疾提供科学依据。     

核受体与肾脏水转运调节

肾脏通过调节尿液的浓缩和稀释来维持机体的水平衡状态。水通道是肾脏生成尿液、调控水转运的分子基础,其表达和膜转位受到精细的调控。核受体是一组转录因子超家族,人核受体有48个成员,它们通过对靶基因的调控广泛参与机体的生长发育、糖脂代谢、炎症、免疫等多种生理及病理生理过程。近年来,越来越多的研究揭示核受体调节水通道的表达和膜转位,进而在机体水稳态维持中发挥重要的调控作用。本文将主要探讨核受体在肾脏水转运调控中的作用和机制。     

低氧刺激影响PGC-1α表达研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α)是参与调控机体线粒体发生、糖脂代谢、适应性产热、肌纤维类型转化等生理过程的关键转录共激活分子。而低氧刺激可通过代偿激活一系列细胞应答机制,促发机体不同组织PGC-1α表达及其介导的细胞信号调控通路重新调整,进而改变机体整个能量代谢体系。本文通过总结低氧浓度、低氧时长等多种刺激因素影响不同组织PGC-1α表达的相关研究,旨在进一步揭示不同组织PGC-1α对其低氧刺激产生代偿适应的分子机制,从而更好地解释低氧刺激下机体PGC-1α在调控全身能量代谢稳态中的重要作用。     

蛋氨酸调控动物主要生理功能的机制

蛋氨酸是动物机体的必需氨基酸,同时也是饲粮中的限制性氨基酸.蛋氨酸可作为底物参与蛋白质的合成,同时也可作为甲基供体参与DNA, RNA和蛋白质等的甲基化,或通过转巯基途径发挥抗氧化功能以及参与多胺的形成.这些代谢途径对动物的生产性能、抗氧化能力、免疫功能以及肠道健康等方面有着重要的调控作用.本文对近年来关于蛋氨酸调控生理功能的机制进行综述,以期为蛋氨酸代谢机制的研究及科学应用提供参考.     

“弓状核-杏仁核-终纹床核”——饥饿与冒险的神经通路北大核心CSCD

下丘脑是机体生理功能调控中枢,密切参与情绪、行为以及能量代谢平衡调控。下丘脑弓状核（arcuate nucleus）＂刺豚鼠相关肽神经元＂（Agouti-related protein neuron,AgRP neuron）调控摄食,与肥胖、2型糖尿病等代谢性疾病发病密切相关。近年来发现,AgRP神经元在与代谢相关的行为调控中也发挥重要作用;因此,对AgRP神经元相关神经通路的研究,成为世界性研究热点。近五年来,随着神经科学新技术的发展,AgRP神经元的功能逐步被揭示。     

PML与基因组稳定性

基因组稳定性同肿瘤的发生、发展密切相关,维护基因组稳定性对于细胞行使正常的生理功能是至关重要的.早幼粒细胞白血病蛋白PML(promyelocytic leukemia)主要借助分子中RBCC结构,同近50种有重要功能的蛋白相互作用而形成PML-NBs(PML nuclear bodies).PML-NBs是与核基质结合的、动态的、亚核多蛋白复合物,它作为区室化核结构(compartmentalized nuclear architecture)——染色质间区室(interchromatin compartment)的功能单位,满足了真核基因高层次表达调控模式的时空要求.最新的研究证明：PML是基因组稳定性“守门人”——p53分子的搭档分子,同样在基因组稳定性调控中发挥着重要的功能作用.它协同p53参与了DNA损伤反应所诱发的细胞凋亡,还可组织多种DNA修复分子参与DNA损伤修复,在DNA损伤反应中具有重要作用;此外,PML还通过调控aurora A的活性参与中心体复制检查点调控,借助调控survivin的表达参与有丝分裂纺锤体组装检查点调控,在染色体复制和细胞分裂中均显示了重要的调控作用.而当PML表达缺失或不足时则与多种肿瘤的发生、发展相关联,因此PML分子在维护基因组稳定性中具有重要功能作用,本文仅就相关的最新研究进展予以概述     

代谢生物钟研究进展

生物时钟大致以24 h为一个周期,参与调节一系列代谢和生理功能。流行病学和遗传学的相关证据显示,生物时钟的紊乱直接导致许多病理状况,包括睡眠失调、抑郁、代谢综合征和癌症。在分子水平上,生物时钟系统的组成元件与细胞代谢的调控因子之间存在功能性的相互作用:一方面,生物时钟可以调控多种代谢途径;另一方面,代谢物的供给和进食行为也可以反过来作用于生物时钟。进一步理解生物时钟节律和细胞代谢的相互调节作用,将为代谢性疾病的干预治疗提供新的理论基础。     

低氧对脂肪细胞发育及脂质代谢调控研究进展

脂肪细胞的生长、分化与增殖贯穿整个生命过程,脂肪细胞中脂质代谢紊乱影响脂肪组织免疫和全身能量代谢。脂质代谢参与调控机体多种疾病的发生与发展,如高脂血症、非酒精性脂肪肝病、糖尿病和癌症等,对人和动物健康具有重大威胁。低氧诱导因子（hypoxia inducible factor,HIF）是介导机体组织器官中氧感受器的主要转录因子,HIF可调控脂质合成、脂肪酸代谢和脂滴形成并诱导疾病发生。但由于低氧程度、时间和作用方式的不同,对机体脂肪细胞发育和脂质代谢产生有害或有益的影响还无从定论。本文总结了低氧介导转录因子的调控作用以及对脂肪细胞发育和脂质代谢调控的研究进展,旨在揭示低氧诱导脂肪细胞代谢途径变化的潜在机制。