骨骼肌支链氨基酸代谢小分子与运动

骨骼肌是支链氨基酸的主要代谢场所,其代谢产生的分支α-酮酸,C3、C4和C5酰基肉碱,3-羟基异丁酸以及β-氨基异丁酸等代谢小分子,具有代谢和信号分子的双重身份,不仅作用于骨骼肌自身,还可进入血液循环,作用于脂肪、心肌、肝脏等外周组织,调节机体稳态。运动与支链氨基酸代谢关系密切,随着代谢组学的发展,运动与支链氨基酸代谢小分子的研究必将成为新的热点。本文将对上述支链氨基酸代谢小分子代谢过程、生物学功能及病理生理意义及运动对它们影响的研究进展进行综述。     

脂质代谢中间产物调节骨骼肌胰岛素敏感性

骨骼肌是人体最大的器官,完成胰岛素刺激下葡萄糖摄取量的80%～90%,与胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)的发生、发展密切相关。骨骼肌是脂质代谢的主要场所之一,脂质代谢产物可作为信号分子参与骨骼肌内物质代谢的调控。脂肪酸作为脂质代谢中的产物,可通过胰岛素信号转导、炎症反应和线粒体功能等多种途径来调节骨骼肌胰岛素敏感性。例如：饱和脂肪酸(saturated fatty acids, SFAs)损害胰岛素信号转导、诱发线粒体功能障碍和炎症反应,从而诱导IR;而不饱和脂肪酸则通过增强胰岛素信号转导和发挥抗炎作用逆转SFAs带来的不良影响,从而减轻IR。此外,骨骼肌内脂质代谢紊乱可使有害的代谢中间产物如二酰甘油(diacylglycerol, DAG)、神经酰胺及长链脂酰辅酶A (long-chain acyl-coenzyme A, LCACoA)蓄积,通过直接或间接损害胰岛素信号通路诱发IR。本文对脂质代谢中间产物调控骨骼肌胰岛素敏感性的研究进展进行综述,以期加深对糖尿病发病机制的理解与认识。     

LncRNAs对肝脏胰岛素抵抗的调控及其机制

胰岛素抵抗是肥胖、2型糖尿病发生的共同病理生理机制。肝脏是胰岛素介导的葡萄糖摄取、代谢、利用的重要靶器官,也是胰岛素抵抗发生的重要部位。研究表明,肝脏糖异生信号通路、胰岛素信号通路、脂质生成信号通路、自噬及活性氧生成与肝脏胰岛素抵抗密切相关。肝脏可产生多种长链非编码RNAs(lncRNAs),当其表达上调(如Blnc1、Risa、MALAT1、MEG3、SRA、Gm10768、H19和Gomafu)或下调(如lncSHGL)时,它们可调控肝脏糖异生信号通路、胰岛素信号通路、脂质生成信号通路、自噬及活性氧生成,从而参与肝脏胰岛素抵抗的发生与发展。该文对lncRNAs与肝脏胰岛素抵抗关系的阐明,将加深人们对lncRNAs功能及肝脏胰岛素抵抗机制的认知,为糖尿病的防治提供新的方向,lncRNAs有望成为治疗胰岛素抵抗和糖尿病的新靶点。     

氧化应激与2型糖尿病

胰岛素抵抗、胰岛β细胞功能受损是2型糖尿病的主要病因。高血糖、高血脂导致在代谢过程中,线粒体产生大量活性氧,其可损坏线粒体功能,引起氧化应激反应。氧化应激可以激活细胞内的一系列应激信号通路,如JNK／SAPK、p38MAPK、IKKβ／NF-kβ和氨基己醣通路等。这些应激通路的激活可以产生以下结果：（1）阻断胰岛素作用通路,导致胰岛素抵抗;（2）降低胰岛素基因表达水平;（3）抑制胰岛素分泌;（4）促进β细胞凋亡等。本文主要针对活性氧的产生、氧化应激诱导胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能受损等机制加以综述,以便进一步阐明2型糖尿病的发病机理。     

MicroRNAs通过调节肝脏糖脂代谢调控肝脏胰岛素抵抗

肝脏糖脂代谢的平衡与稳定对肝脏胰岛素抵抗有重要意义。微小RNAs可通过调节肝脏糖脂代谢,从而调控肝脏胰岛素抵抗。微小RNA-33a、微小RNA-33b、微小RNA-122、微小RNA-34a、微小RNA-148a-3p以及微小RNA-676可促进脂质合成,抑制脂质分解,导致肝脏脂质积累,诱发肝脏胰岛素抵抗。微小RNA-223与微小RNA-30c可促进脂质分解,抑制脂质合成,减少肝脏脂质积累,改善肝脏胰岛素抵抗。致死因子-7、微小RNA-29、微小RNA-423-5p、微小RNA-802以及微小RNA-155可抑制胰岛素信号途径,从而抑制肝脏葡萄糖摄取,促进肝脏糖异生,导致肝脏胰岛素抵抗。微小RNA-26a与微小RNA-451可抑制肝脏糖异生,改善肝脏胰岛素抵抗。该文通过研究微小RNAs调控肝脏糖脂代谢的机制,阐明了微小RNAs调节肝脏胰岛素抵抗的机制,加深了人们对微小RNAs的认识,为2型糖尿病的治疗提供了有价值的线索。     

AD认知功能障碍的代谢紊乱机制:脑胰岛素抵抗及其介导的PI3K/Akt信号通路受损

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种以进行性痴呆为主要特征的中枢神经系统退行性疾病,其认知功能障碍可能与Ⅱ型糖尿病(type 2 diabetes, T2DM)诱发的胰岛素抵抗所损伤的PI3K/Akt胰岛素信号级联通路相关。胰岛素是调节机体新陈代谢的重要激素,通过与神经细胞表面的胰岛素受体结合激活PI3K/Akt信号通路,以调控葡萄糖、脂质的代谢。任何中间媒介功能紊乱所导致的脑胰岛素水平和胰岛素敏感性的降低都会损坏PI3K/Akt信号通路,诱发脑能量代谢障碍、Aβ沉积、Tau蛋白过度磷酸化,引起并加重AD认知功能障碍。因此,本文以PI3K/Akt胰岛素信号通路为主线,揭示了T2DM中脑胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)与AD之间的复杂机制,旨在加深对脑IR介导的AD病理过程的系统性理解,借此为延缓或治疗AD的认知功能障碍提供理论基础。     

mTOR 信号通路在糖代谢中作用

哺乳类动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)是一种高度保守的丝氨酸-苏氨酸类激酶,通过在体内形成两种不同的复合体对机体生长、代谢产生调控作用。m TOR信号分子可对多种营养信号作出应答而成为细胞内重要的能量感受分子。近年来研究发现能量感受分子m TOR与糖代谢关系密切,可以通过影响胰岛素信号通路、胰岛β细胞发育以及调控ghrelin、nesfatin-1等代谢调节激素的合成分泌等多种途径对糖代谢产生影响。本文就m TOR信号通路及其在糖代谢乃至于糖尿病发生过程中作用作一综述。     

固醇调节元件结合蛋白-1信号通路研究进展

固醇调节元件结合蛋白-1(sterol regulatory element-binding protein-1,SREBP-1)是脂质代谢重要的核转录因子之一,主要调控脂肪酸、甘油三酯和胆固醇的生物合成。SREBP-1及其靶基因的异常表达能够引起胰岛素抵抗、糖尿病和脂肪肝等一系列代谢性疾病。因此,认识SREBP-1信号通路上下游各因素的表达调控作用就显得非常重要。该文总结了受SREBP-1调控表达的靶基因的特点,着重介绍了胰岛素等上游因子在SREBP-1调控过程中的作用,为指导治疗各类代谢性疾病提供新的思路。     

颗粒蛋白前体(PGRN)通过活化内质网应激诱导肝细胞胰岛素抵抗的机制

颗粒蛋白前体(PGRN)最近被发现作为一种重要的调控子参与胰岛素抵抗的发生发展过程,然而其具体机制尚未阐明。在本研究中,给予PGRN和/或内质网应激抑制剂4-苯基丁酸(4-PBA)处理AML12肝细胞,运用免疫印迹分析,检测内质网应激标志物及胰岛素信号通路分子的表达。结果显示,PGRN可提高肝细胞eIF2α和PERK磷酸化的表达,降低IRS-1及Akt磷酸化的表达,表明PGRN可活化肝细胞内质网应激,损伤其胰岛素信号通路。同时,在PGRN干预的肝细胞中表现出上调的IL-6和TNF-α浓度,以及降低的葡萄糖摄取。此外,在PGRN处理的肝细胞中,内质网应激抑制剂4-PBA的加入可逆转PGRN的负效应。总之,我们的研究表明,PGRN作为一个重要的调控子,通过诱导内质网应激,损害胰岛素信号通路,导致肝细胞的胰岛素抵抗。     

哺乳动物体内β-氨基酸的代谢

<正> 在哺乳动物体内,至今只发现四种β氨基酸,它们是β-丙氨酸和R-β-氨基异丁酸(R-β-AiB),S-β氨-基异丁酸(S-β-AiB)和β-亮氨酸。前者分别是尿嘧啶和胸腺嘧啶分解代谢的产物。S-β-AiB是由S-甲基丙二酸单醛转氨基作用生成的,而S-甲基丙二酸单醛是缬氨酸分解代谢的产物。β-亮氨酸,是     

脂联素与胰岛素抵抗研究进展

脂联素是脂肪组织分泌一种脂肪因子,与胰岛素抵抗和肥胖密切相关,在2型糖尿病和肥胖人群中,脂联素的血浆浓度下降。脂联素信号通路通过激活AMPK和PPAR-α与胰岛素信号通路相联系。研究表明,上调脂联素信号通路的活性可以有效缓解胰岛素抵抗。因此,脂联素信号转导通路机制是以胰岛素抵抗为病理生理基础的2型糖尿病的研究热点。本文简要介绍脂联素的生物学特征、脂联素的信号通路机制、脂联素与胰岛素抵抗的现有研究成果及临床价值。     

MicroRNAs对骨骼肌胰岛素抵抗的调控及其机制

胰岛素抵抗是肥胖和2型糖尿病发生的共同病理生理机制。骨骼肌是胰岛素介导的葡萄糖摄取、代谢、利用的主要靶器官之一,是胰岛素抵抗发生最早和最重要的部位。研究表明,骨骼肌葡萄糖摄取障碍、胰岛素信号通路受损、线粒体生物合成受阻与骨骼肌胰岛素抵抗密切相关。当骨骼肌发生胰岛素抵抗时,多种microRNAs (miRNAs)表达上调(miR-106b,miR-23a,mi R-761,miR-135a,Let-7,miR-29a)或下调(miR-133a,miR-149,miR-1),它们参与对骨骼肌葡萄糖摄取、胰岛素信号通路及线粒体生物合成的调控,在骨骼肌胰岛素抵抗的发生与发展中发挥了重要作用。这些miRNAs可作为治疗骨骼肌胰岛素抵抗或糖尿病的潜在靶点。     

Toll样受体2与巨噬细胞极化在胰岛素抵抗中的作用

胰岛素由胰岛β细胞分泌,经胰岛素信号通路发挥作用。当机体肥胖或其他原因导致胰岛素信号通路受阻时,引起体内胰岛素抵抗(insulin resistance, IR),胰岛素抵抗与低度炎症关系密切。促炎因子,例如肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)、白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)等可抑制胰岛素受体底物(insulin receptor substrate, IRS)酪氨酸磷酸化,发生丝氨酸磷酸化,导致胰岛素受体细胞或靶器官对葡萄糖的摄取和利用下降。Toll样受体2(Toll-like receptor 2, TLR2)是一种重要的模式识别受体,可与TLR1或TLR6结合形成二聚体,与炎症和胰岛素信号通路关系密切,TLR2通过髓系分化因子88(myeloid differentiation factor 88, MyD88)依赖途径激活核因子-κB(nuclear factor, NF-κB)和激活蛋白1(activator protein 1, AP-1),上调促炎基因的转录。巨噬细胞是天然免疫系统中重要一员,可参于体内促炎因子和抗炎因子的调节。TLR2于巨噬细胞表面表达。在脂肪酸(fatty acids)的诱导下,TLR2通过上调促炎基因使巨噬细胞向M1表型极化,M1表型巨噬细胞分泌促炎因子,下调胰岛素靶器官对胰岛素的敏感性。本文拟对TLR2基因和巨噬细胞极化对胰岛素抵抗的影响,以及三者的相关性做一简要综述,从分子水平探讨胰岛素抵抗的发生机制,为胰岛素抵抗的相关研究提供理论参考。     

线粒体自噬影响胰岛素抵抗的作用及机制

胰岛素抵抗（IR）是诱发许多代谢疾病的关键因素,包括代谢综合征、非酒精性脂肪性肝病、动脉粥样硬化和2型糖尿病（T2DM）。随着相关代谢疾病日益增多,寻找新的治疗靶点迫在眉睫。线粒体自噬是一种选择性自噬,其通过清除受损和功能失调的线粒体以维持正常线粒体功能和能量代谢。研究发现,线粒体自噬在代谢疾病中有积极作用,线粒体自噬受到各种信号通路与信号分子调控而改善代谢疾病,如AMPK/ULK1、PINK1/Parkin信号通路以及BNIP3/Nix和FUNDC1等信号分子。本文阐述了线粒体自噬在胰岛素抵抗中的作用及调控机制,综述了近年的相关研究进展。     

秀丽线虫脂肪积累调控的生理与分子机制

脂肪积累是一个复杂的生理过程,模式动物秀丽线虫(以下简称线虫)已经成为目前研究脂肪积累的重要模型.线虫中的脂肪酸代谢通路与其他物种中的代谢是基本一致的,很多关键的代谢调节基因的功能已经得到鉴定.线虫中脂肪积累涉及至少4个核心调控通路,分别为胰岛素和转化生长因子β(TGF-β)信号通路、sbp-1/ mdt-15介导的信号通路、核激素受体nhr-49介导的信号通路与雷帕霉素靶标(TOR)和氨基己糖介导的信号通路.此外,神经递质5-羟色胺、多巴胺和谷氨酸参与了脂肪积累的调控,而tub-1和bbs-1可以介导对脂肪积累的神经调控,暗示了纤毛结构与感觉神经元在脂肪积累中可能的重要功能.线虫中的研究工作对人类肥胖症等代谢疾病的研究具有重要的提示作用.     

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。     

冬眠调节机制或可治疗胰岛素抵抗

储脂类冬眠动物在每年夏季大量进食以储存脂肪,在冬季通过冬眠降低代谢并缓慢消耗脂肪。冬眠动物在育肥晚期或冬眠早期表现出高血糖及胰岛素抵抗等症状,但在冬眠结束后胰岛素敏感性明显增强。冬眠可改善胰岛素抵抗症状,这可能是通过改变Akt信号转导通路、葡萄糖转运蛋白(GLUT)和PPARγ/PGC-1α转录复合体的表达来实现的。在肥胖及相关代谢疾病迅速增长的今天,深入研究冬眠动物改善胰岛素抵抗症状的调控机制,可为治疗肥胖病人的胰岛素抵抗提供新的途径。     

ERK1/2信号通路介导PGI_2对γ-分泌酶亚基APH-1的调控作用

本文主要探讨环氧合酶-2的下游代谢产物PGI_2通过ERK1/2信号通路调控γ-分泌酶亚基APH-1蛋白表达的影响。应用免疫荧光技术检测PGI_2对人源和鼠源的神经母细胞瘤SH-SY5Y和鼠源神经母细胞瘤n2a细胞APH-1蛋白表达情况的调控作用,同时应用Western blot和Real-Time PCR的方法进一步检测PGI_2调控APH-1表达的具体机制,最后利用ELISA实验检测PGI_2对细胞内Aβ表达的调控作用。结果发现PGI_2处理SH-SY5Y和n2a细胞24 h后可通过ERK1/2信号通路增加APH-1蛋白表达,进而明显增加Aβ表达。以上结果说明COX-2代谢产物PGI_2可通过促进APH-1的表达,进一步增加γ-分泌酶的剪切活性,从而使Aβ产生增加,最终加速阿尔茨海默病的发病进程。     

增进eNOS二聚体活性进而改变NO与ONOO-比例是治疗糖尿病肾病的新方向

糖尿病肾病是糖尿病微血管并发症之一,其发病与代谢失调所致内皮功能障碍相关.血管内皮合成的NO有重要的生理活性,参与肾小球滤过和内皮保护功能.糖尿病肾病会出现NO代谢通路失调,很有可能是糖尿病肾病发展的关键原因.高血糖和脂质紊乱可导致氧化应激、慢性炎症和胰岛素抵抗状态,从而影响由内皮型一氧化氮合酶(endothelial...     

胰岛素对代谢的中枢调控作用北大核心CSCD

胰岛素(insulin)为机体重要降糖激素,可促进葡萄糖氧化利用、促进脂肪蛋白质及肝糖原肌糖原合成;并抑制胰高血糖素分泌及肝糖原与脂肪分解;在血糖平衡与代谢稳态调控中发挥关键作用。经典理论认为,胰岛素由胰腺β细胞分泌,经体液途径,与靶细胞胰岛素受体(insulin receptor)结合以启动细胞信号传导而发挥作用。然而,在过去三十年间,胰岛素作用于中枢神经系统,经神经机制调控机体糖代谢稳态的作用,亦陆续被报道。近年来,随着神经科学与代谢学新技术发展,胰岛素对代谢稳态的中枢调控机制,得以被深入研究;与此相关的脑区、神经核团、神经元、细胞信号传导通路、神经通路陆续被揭示。值得关注的是,脑内胰岛素作用异常,亦是引发代谢相关疾病,如肥胖、2型糖尿病等疾病的重要因素之一。目前,以中枢为靶点的降糖药相继问世,可有效降低血糖、减轻胰岛素抵抗、改善2型糖尿病症状。由于肥胖、2型糖尿病等代谢疾病呈全球高发趋势,探索胰岛素对代谢的中枢调控机制,具重大医学与社会意义;因此,本文综述五年来相关研究进展,以期深入认识胰岛素生理作用,并为相关疾病机理与诊疗提供新思路。