19日,《自然》雜志發表了廈門大學林聖彩教授課題組的研究成果,他們發現了生理狀態下機體感受葡萄糖水平並調節代謝模式的機制,對開發用於治療肥胖症,乃至延長壽命的藥物具有深遠意義。
生活中的生物體內,葡萄糖水平的波動十分常見,睡一大覺、劇烈運動幾個小時或者太忙了沒時間吃飯,都會引起葡萄糖水平的顯著下降。這時,機體能夠觸發一套有效的過程應對這類“不利情況”,林聖彩課題組研究發現,其中最為關鍵的就是激活“代謝的核心調節者”——AMPK。
此前研究認為,葡萄糖水平下降引起細胞內的能量分子ATP含量下降,進而引起另一代表低能量狀態的分子AMP水平的上升,並由AMP直接激活AMPK,維持新陳代謝平衡。
無論在不含葡萄糖的細胞培養條件下,還是在飢餓的低血糖的動物體內,都不能觀測到AMP水平的上升,這充分說明了機體有一套不為人知的、獨立於AMP的感應葡萄糖水平的機制。林聖彩課題組進一步研究揭示了這一完整過程:葡萄糖水平下降將引起葡萄糖代謝物下降,並被糖酵解通路上的代謝酶感應,后者啟動激活AMPK的溶酶體途徑進而介導AMPK的激活。
林聖彩教授進一步地把葡萄糖水平總結為一種“狀態信號”,以區別於傳統的“能量信號”。他介紹,生物體維持能量水平的穩定是至關重要的,ATP水平的下降對機體的傷害是巨大的,因此等到能量水平下降再作出應激反應很可能為時已晚。“狀態信號”的存在使得機體能夠“前瞻性”地應對復雜的外界條件和各種應激壓力,保証生命活動的有序進行。(記者張建琛 實習生翁舒昕)