于洪濤教授Cell發布糖尿病研究重要發現

　　德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員發現，對細胞分裂定時進行起重要作用的一些蛋白還兼職調控了血糖水平。這項研究發布在6月30日的《細胞》（Cell）雜志上。

　　這篇論文的資深作者是德克薩斯西南醫學中心藥理學教授、霍華德休斯醫學研究所(HHMI)研究員于洪濤（Hongtao Yu）博士。于教授的主要研究領域包括細胞周期檢查點、染色體分離、DNA修復、組蛋白修飾，以及蛋白質結構與折疊等。

　　今年3月，于洪濤教授領導德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員確定了在細胞分裂中起重要作用的一種酶的原子結構，填補了細胞生物學研究中的一個重要空白。相關論文發表在Nature雜志上。

　　于洪濤說：“盡管幾十年前人們就已經知道了胰島素信號的主要框架，然而近幾年來卻未發現新的重要的調控因子。排除萬難，我們鑒別出了這一重要細胞信號通路一個新的調控機制。”

　　這項研究發現，長期以來與細胞分裂定時相關的三個“紡錘體檢查點”蛋白，對于這一新發現的胰島素信號調控機制至關重要。

　　世界衛生組織估計，全球有4億多人受累于糖尿病。這一疾病破壞了機體維持血糖平衡的能力。隨著時間的推移，高血糖水平可以損害全身的神經和血管。

　　論文的主要作者、于洪濤實驗室研究員Eunhee Choi博士說，糖尿病有兩種主要形式。在1型糖尿病中，胰腺無法生成胰島素。在2型糖尿病中，機體生成了胰島素，但卻無法對它做出反應，這種情況被稱作為胰島素抵抗。

　　Choi博士說，人們很早以前就知道，胰島素可通過細胞表面的胰島素受體將來自細胞外部的信號傳送至細胞內部。這些受體有兩“臂”伸出細胞外，兩“臂”伸入細胞內部。

　　在正常條件下，餐后分泌的胰島素會與全身的胰島素受體結合。這種結合會激活胰島素受體，隨后發送信號到細胞內部吸收血液中的葡萄糖，維持血糖平衡。 于洪濤教授說，一旦這些受體完成了工作，它們便會在一個叫做內吞作用（endocytosis）的過程中陷入細胞中，因此一些新的受體會在一個精細且精確 定時的過程中接替它們在細胞表面的位置，這一過程每天要重復數次。

　　當于洪濤的實驗室正在研究另一個過程：細胞分裂時，科學家們偶然發現了這兩個基本過程之間的意外聯系。

　　于洪濤博士說：“當我們正在研究已知調控了細胞分裂過程中染色體分離的紡錘體檢查點蛋白質的功能時，意外地發現這些細胞分裂蛋白可以兼職調控胰島素受體的內吞。”

　　他解釋說，他們研究的三個蛋白對于細胞分裂過程中染色體分離的精確定時至關重要。如果細胞無法在正確的時間進行分裂，生成的子細胞將有錯誤數量的染色體，這種叫做非整倍性（aneuploidy）的情況常常發生在癌細胞中。

　　十多年來，于洪濤實驗室一直在調查紡錘體檢查點蛋白對細胞分裂的控制，他們研究了肝臟中缺失其中一種蛋白p31comet的小鼠。研究人員預期這將成為非整倍體及癌癥的一個潛在模型，然而與之相反，小鼠形成了糖尿病。

　　在進一步的調查研究中，他們發現對于細胞分裂定時至關重要的三個蛋白，似乎也通過定時，尤其是通過它們對胰島素受體的影響，影響了代謝。肝臟中缺失p31comet的小鼠由于過早地內吞作用，無法將胰島素受體保留在細胞表面。

　　于洪濤教授說：“我們的研究提供了一個例子，說明在一個重要的生物學過程（細胞分裂）中一整支重要的調控蛋白是如何招募來控制另一個生物學過程（胰 島素信號）的。兩種情況下利用了這些蛋白質之間相同的分子互作，具有顯著的機制相似性。這些研究結果有可能對于闡明2型糖尿病的分子基礎有著重要的意義， 在2型糖尿病中機體生成了胰島素，但患者由于正在積極調查的一些原因而無法對這一激素產生反應。

　　“探討由于p31comet缺陷引起過早的胰島素受體內吞，是否促成了2型糖尿病患者的胰島素抵抗將很有意思，”于洪濤說。他計劃未來的研究要去探討這種可能性。

　　研究人員一開始只是想為罹患新生兒型類早衰癥(NPS)的患兒尋求答案，這種罕見遺傳病會阻止機體累積脂肪，結果卻獲得了一個有可能影響數百萬2型 糖尿病患者生活的研究發現，他們證實高血糖和胰島素的肥胖/糖尿病患者顯示asprosin激素水平高于正常。這項研究發布在2016年4月的Cell雜 志上。

　　芬蘭Wihuri研究所和赫爾辛基大學的研究人員，與美國范德比爾特大學和荷蘭格羅寧根大學的科學家們合作，使用重組基因轉移技術，發現了一種微調 機制，可以用來增加脂肪組織中的血管密度。這能夠阻止甚至逆轉動物模型中2型糖尿病的發展。該研究發表在2016年4月12日的Cell Metabolism雜志。