科技日報

慕尼黑亥姆霍茨中心和德國糖尿病研究中心開展的一項(xiàng)新研究，通過24小時觀察小鼠食物攝入與禁食、休息與活動之間的差異，揭示了糖皮質(zhì)激素（如皮質(zhì)醇）如何控制糖和脂肪水平。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《分子細(xì)胞》雜志上。

人體中的每個細(xì)胞都由內(nèi)部生物鐘驅(qū)動。該生物鐘遵循24小時的晝夜節(jié)律，與白天和黑夜的自然周期同步運(yùn)行，主要受陽光控制，也受社交習(xí)慣控制。在一個健康的系統(tǒng)中，腎上腺每天早晨都會產(chǎn)生糖皮質(zhì)激素。清醒前釋放高水平的糖皮質(zhì)激素，會促使人體將脂肪酸和糖轉(zhuǎn)化為能量。

如果晝夜節(jié)律紊亂，例如由于輪班工作或時差原因，會引起糖皮質(zhì)激素水平的改變，可能會發(fā)生嚴(yán)重的代謝異常，例如肥胖癥、Ⅱ型糖尿病或脂肪肝。這項(xiàng)研究的目的是了解人每天釋放大量糖皮質(zhì)激素的重要性，這些激素對人體生物鐘的影響，以及在每日代謝周期中的作用。

為研究糖皮質(zhì)激素在肝臟中的代謝功能，研究人員利用新的高通量技術(shù)，對所謂糖皮質(zhì)激素受體的活性進(jìn)行了表征。他們晝夜每4個小時分析一次小鼠肝臟，給小鼠喂食普通或高脂飲食。通過最新的基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和生物信息學(xué)技術(shù)，研究小組得以了解糖皮質(zhì)激素受體在何時何地發(fā)揮其代謝作用。

他們分析了在24小時肝臟代謝周期中糖皮質(zhì)激素釋放的波動情況。結(jié)合基因組對時間的依賴性，來說明糖皮質(zhì)激素在小鼠睡眠狀態(tài)的禁食期間，和小鼠活動狀態(tài)進(jìn)食時如何調(diào)節(jié)其代謝。該研究還顯示了這些激素如何控制大部分節(jié)律性基因的活性。在所謂的基因敲除小鼠中，如果失去糖皮質(zhì)激素的控制，將影響血液中的糖和脂肪含量。

研究人員在對小鼠注射地塞米松（一種能激活該受體的合成糖皮質(zhì)激素）后，檢查了小鼠的基因組效應(yīng)。研究負(fù)責(zé)人法比伊昂·庫格利阿利尼說：“通過這個實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠的藥物反應(yīng)與瘦小鼠的藥物反應(yīng)不同。這是我們第一次能夠證明，營養(yǎng)可以改變新陳代謝的激素和藥物反應(yīng)。”（記者顧鋼）