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肥胖如何一步步引发糖尿病?哈佛科学家发现关键分子机制

肥胖与II型糖尿病的关联早已被广泛认知,但背后的分子机制一直存在未解之谜。近日,哈佛大学公共卫生学院(HSPH)的研究人员在《自然-医学》(Nature Medicine)上发表了一项突破性研究,揭示了一种全新的致病机制:肥胖会导致肝细胞内质网(ER)与线粒体之间的接触点异常增多,进而引发线粒体功能障碍和胰岛素抵抗。

研究团队利用电子显微镜等技术,对比分析了肥胖小鼠和瘦小鼠的肝脏细胞,发现肥胖小鼠肝细胞中内质网-线粒体接触点(MAMs)的数量显著增加。正常情况下,这些接触点有助于两个细胞器之间的物质交换,但过多的接触会导致钙离子从内质网过量涌入线粒体,引发线粒体压力,最终损害胰岛素信号通路。

为了验证这一机制,研究人员通过合成分子人为缩短内质网与线粒体之间的距离,结果发现小鼠的线粒体功能受损,并且在高脂饮食下更容易出现胰岛素抵抗和糖尿病。相反,干扰ER-线粒体相互作用或阻断钙离子转运,则能显著改善肥胖糖尿病小鼠的代谢健康,提示这一通路可能成为潜在的治疗靶点。

此外,同期《自然-医学》还发表了另一项研究,发现细胞因子IL-22能够保护胰岛β细胞免受内质网应激和氧化应激的损害,从而恢复血糖控制。IL-22通过抑制氧化应激相关基因的表达,并激活抗氧化基因,有效清除活性氧自由基,对β细胞起到强大的保护作用。

这两项研究共同揭示了肥胖导致糖尿病的复杂分子网络,为开发新型预防和治疗策略提供了重要线索。

原文检索:Ana Paula Arruda, Benedicte M Pers, Güneş Parlakgül, Ekin Güney, Karen Inouye & Gökhan S Hotamisligil. Chronic enrichment of hepatic endoplasmic reticulum–mitochondria contact leads to mitochondrial dysfunction in obesity. Nature Medicine, 24 November 2014 doi:10.1038/nm.3735

(责任编辑:泉水)