代谢|《细胞·代谢》:糖尿病研究获重大进展!胰岛素诞生百年之后,科学家首次发现第二条降糖通路,将有助于糖尿病新疗法丨科学大发现

一提到糖尿病 , 脑海里立刻弹出“胰岛素”三个字 。
1921年 , 科学家弗雷德里克·班廷(Frederick Banting)与约翰·麦克劳德(John Macleod)合作 , 首次成功提取出胰岛素 。
1922年 , 胰岛素投入临床 , 改变了众多糖尿病人的命运 , 从此“胰岛素”和“糖尿病”两个词形影不离 。
直至今日 , 胰岛素仍是100年以来已发现的唯一一种体内抑制脂肪分解、降血糖的激素 。 胰岛素通过激活磷酸二酯酶3B(PDE3B) , 能够抑制脂肪分解来限制肝脏葡萄糖(HGP)的产生 , 进而降低血糖水平[1] 。
代谢|《细胞·代谢》:糖尿病研究获重大进展!胰岛素诞生百年之后,科学家首次发现第二条降糖通路,将有助于糖尿病新疗法丨科学大发现
文章图片

然而 , 人体内的一个bug——胰岛素抵抗 , 令医生和科学家们感到头疼不已 。 对于有胰岛素抵抗的人来说 , 比如2型糖尿病患者 , 胰岛素无法有效抑制脂肪分解 。 而脂肪分解一旦失控 , 就会导致游离脂肪酸(FFAs)在肝脏、肌肉、胰岛等代谢组织中异常积累 , 引起或加重高血糖的症状[2] 。
2022年初 , 也就是前几日 ,一篇发表在《细胞·代谢》上的文章打破了糖尿病治疗领域中 , 胰岛素“独孤求败”的局面 。
来自索尔克研究所的Ronald M. Evans和他的同事们 ,在脂肪组织中发现了另一种快速降低血糖的激素——成纤维细胞生长因子1(FGF1) 。与胰岛素一样 , FGF1 通过抑制脂肪分解来降低血糖水平 。 然而重点是 , FGF1是通过激活 磷酸二酯酶 4(PDE4)调控脂肪分解的 , 是一条与胰岛素相互独立的新机制[3] 。
这意味着 , 对于糖尿病人以及具有胰岛素抵抗的人来说 , FGF1/PDE4通路或许能够提供新的治疗策略 。
代谢|《细胞·代谢》:糖尿病研究获重大进展!胰岛素诞生百年之后,科学家首次发现第二条降糖通路,将有助于糖尿病新疗法丨科学大发现
文章图片

论文首页截图
其实早在2014年 , 一篇发表在《自然》期刊上的论文就提出 , FGF1可以作为一种有效的胰岛素增敏剂 , 缓解胰岛素抵抗的症状 。 Ronald M. Evans等人通过外周血注射FGF1 ,成功使得糖尿病小鼠的血糖水平短时间内正常化 , 且无低血糖风险[4] 。
后来 , 又有Michael Schwartz等人 给糖尿病小鼠脑室内注射FGF1 , 小鼠病情得到长期缓解 , 并将研究成果于2016年发表在《自然·医学》期刊上[5] 。
如此看来 , FGF1或已成为对抗糖尿病的新武器[6] 。
代谢|《细胞·代谢》:糖尿病研究获重大进展!胰岛素诞生百年之后,科学家首次发现第二条降糖通路,将有助于糖尿病新疗法丨科学大发现
文章图片

脑室内注射 vs 外周注射FGF1的特点对比[6]
那么科学家们还有什么不满足的呢?虽然知道FGF1是以依赖于FGF受体1(FGFR1)的方式有效降糖 , 但其具体机制仍然还有很多未解之处 。
而就在这次挖掘FGF1降糖机制的过程中 ,Evans和他的同事们竟真挖出了宝藏!
首先 , 研究者们 再次证实 , FGF1有降低血糖的作用 , 且依赖于脂肪组织中FGFR1的表达[4] 。
他们构建了在成熟脂肪细胞中特异性缺失FGFR1的小鼠模型(adR1KO) , 并分别给adR1KO小鼠以及野生型小鼠注射FGF1 。 结果发现 , 野生型小鼠的血糖水平降低 , 但adR1KO小鼠的血糖水平并无改善 。
随后 , 一系列研究结果表明 ,FGF1降血糖的套路与胰岛素如出一辙——先是抑制脂肪分解 , 从而降低血清中游离脂肪酸的浓度 , 来限制HGP的生成 , 最后起到降低血糖水平的效果 。
代谢|《细胞·代谢》:糖尿病研究获重大进展!胰岛素诞生百年之后,科学家首次发现第二条降糖通路,将有助于糖尿病新疗法丨科学大发现
文章图片

A:FGF1降血糖依赖于其受体FGFR1;B:抑制脂肪分解;C:降低血清中FFA浓度;D:限制HGP的产生
那么问题来了 。 虽然两种激素降血糖的效果 , 可以说是CTRL C+CTRL V ,但从分子水平上来看 , FGF1果真是与胰岛素共用同一条机制么?