中外研究团队揭示胰岛素敏感性昼夜节律调控机制

2021-03-31 08:58来源: 《中国科学报》

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  课题组供图

  复旦大学附属妇产科医院/生殖与发育研究院丁国莲课题组与美国贝勒医学院孙正课题组、山东大学齐鲁医院陈丽课题组等合作,发现下丘脑视交叉上核(SCN)区GABA神经元(SCNGABA)的REV-ERB基因能控制胰岛素抑制肝脏糖异生的昼夜节律。这对深入了解中枢神经系统对外周糖代谢的时空调控具有重要的意义,也将有助于指导糖尿病患者血糖控制策略。近日,该研究成果在线发表于《自然》。

  人们已经知道糖代谢中的胰岛素敏感性存在昼夜节律,但这种昼夜节律的生理调控机制如何,一直未有明确答案。

  在该研究中,研究人员发现野生型(WT)小鼠在全身胰岛素敏感性、胰岛素抑制肝糖生成的敏感性以及肝脏生糖的本底水平三个方面,都有显著的昼夜节律,均在觉醒时达到高峰;而SCNGABA特异性敲除REV-ERB-α和REV-ERB-β的KO小鼠只在觉醒时表现出最显著的糖耐量受损。而且,该现象不受进食和运动行为的影响。

  研究人员进一步发现,KO小鼠的SCNGABA神经元放电活动与糖耐量改变的时间节律一致,放电活动的增加主要与兴奋性突触后电流的振幅增加有关。研究人员在KO小鼠SCNGABA神经元中诱导了外源REV-ERB的节律性表达。当外源REV-ERB的节律与WT小鼠正常内源REV-ERB同相位时,可改善KO小鼠觉醒时的糖代谢表型;而非同相位表达则不能改善糖代谢表型,从而证明了节律表达的重要性。

  临床上也已发现,在糖尿病患者中,有一部分会发生“黎明现象”。这部分患者在夜间或白天大部分时间内血糖控制尚可且平稳,但在黎明时分尤其是早餐后呈现高血糖,提示此类患者可能存在胰岛素敏感性的节律异常。于是,研究人员将2型糖尿病患者分为有黎明现象组和无黎明现象组。研究发现,在睡眠状况无差异的情况下,有黎明现象的患者与无黎明现象的患者相比,其REV-ERB-α和REV-ERB-β的表达节律确实存在显著差异。

  专家表示,该研究对糖代谢中胰岛素敏感性节律调控机制的揭示,不仅是对生理现象的阐释,也为困扰糖尿病患者的“黎明现象”,提供了机制解释和治疗建议。 (黄辛)

[责任编辑: 张梦凡 ]
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