microRNA 是一類非編碼小RNA 分子,
在基因轉錄後水準通過對靶mRNA 的翻譯抑制或降解,
繼而調控基因的表達。
肝臟是機體十分重要的代謝器官,
對於機體糖脂代謝的平衡以及能量穩態的維持非常重要,
肝臟代謝的紊亂常會導致多種代謝性疾病的發生,
比如脂肪肝、肥胖、II型糖尿病等。
越來越多的研究發現肝臟功能的紊亂往往伴隨著microRNA的異常表達,
因此深入瞭解和研究microRNA在肝臟能量代謝中的作用和機制,
對於尋找治療代謝性疾病的有效靶點以及預防方法均具有重要意義。
胰島素信號通路對肝臟葡萄糖和脂質代謝的調控至關重要,
胰島素信號通路是指從胰島素結合到細胞膜上的胰島素受體,
繼而啟動下游蛋白的磷酸化級聯反應,
最終產生各種生理效應的一系列過程。
在肝臟糖脂代謝方面,
胰島素信號通路的啟動一方面刺激肝臟糖酵解和脂肪酸合成,
另一方面抑制糖異生和脂肪酸氧化。
其中任一環節受損或失調時,
就可能擾亂機體的代謝穩態平衡。
12月4日,
Nature Communications (《自然-通訊》)線上發表了我所應浩研究組的最新研究成果“Hepatic miR-378 targets p110αand controls glucose and lipid homeostasis by modulating hepatic insulin signaling”。
該研究發現肝臟miR-378作為胰島素信號通路的一個重要制動因數,
通過影響肝臟胰島素信號通路基礎活性,
調控葡萄糖以及脂質代謝的動態平衡(如下圖)。
應浩研究員指導的博士生劉威和曹鴻超等發現,
肝臟中miR-378/378*的表達水準會隨著進食狀態的不同而改變。
當在小鼠肝臟中過表達miR-378/378*時,
小鼠呈現出明顯的肝臟胰島素抵抗症狀,
表現為小鼠高血糖以及肝臟和血清甘油三酯的減少。
這一現象與胰島素信號通路中一些關鍵蛋白敲除小鼠模型相似。
機制研究發現,
miR-378/378*對胰島素信號通路的作用是由miR-378介導的,
而且miR-378對肝臟糖脂代謝的調控作用是由p110α介導的。
進一步的研究發現,
缺失miR-378/378*的小鼠,
胰島素敏感性增強,
表現為低血糖以及肝臟高甘油三酯症狀。
這些研究結果表明:在不同營養狀況下,
機體可通過調整肝臟miR-378的水準重設肝臟胰島素信號通路的基礎活性,
從而有助於糖脂代謝發生適應性改變以滿足機體所需。
此外,
研究還發現,
在ob/ob小鼠肝臟中過表達miR-378,
可以顯著減少肝臟甘油三酯含量,
改善ob/ob小鼠的脂肪肝症狀。
總之,
這些發現提高了人們對肝臟胰島素信號通路的認識水準,
對於探尋干預脂肪肝的潛在靶點也具有一定的理論指導意義。