糖尿病獼猴研究獲進展
糖尿病(Diabetes Mellitus, DM)是一種嚴重危害人類健康的代謝性疾病,是目前全世界發病率和死亡率最高的5種疾病之一。近年來,隨著人們生活水平的提高以及人口老齡化問題逐漸加重,糖尿病發病率逐年上升。據世界衛生組織(WHO)報道,截至2015年,全球有4.15億糖尿病患者,而中國是世界第一糖尿病大國。
大量流行病學數據顯示,肥胖是2型糖尿病發病的獨立危險因素,但肥胖如何導致糖尿病還有很多未知。目前關於肥胖與2型糖尿病的研究,絕大部分是使用小鼠和大鼠等嚙齒類動物,通過急性高熱量食物誘導,或者化學藥物損傷胰島β細胞構建的。然而,這些非自然方式構建的嚙齒類動物模型常常不能很好地模擬人類2型糖尿病。與此相反,非人靈長類動物如獼猴(Macaca mulatta)與人類的遺傳背景和生理結構更為接近,其自發性糖尿病病程和病症與人類糖尿病更為相似,是研究人類2型糖尿病的極佳動物模型。
中國科學院昆明動物研究所梁斌團隊和中國科學院生物物理研究所劉平生團隊合作,歷經四年,對昆明動物所飼養的2000多隻獼猴進行了大規模篩選,從中成功篩選出一批自發性肥胖和自發性糖尿病獼猴;進一步觀察發現,這些獼猴的生理生化指標和人類肥胖和糖尿病非常接近。隨後,他們和中科院上海藥物研究所周虎團隊合作,對自發性肥胖和糖尿病獼猴肝臟進行蛋白質組學研究。肝臟蛋白質組學數據分析和功能實驗表明,自發性肥胖獼猴肝臟出現脂肪肝,脂肪酸氧化途徑和脂肪合成途徑明顯上調。該表型和高熱量誘導的小鼠模型差別很大,但和人類脂肪肝的表型十分類似。自發性糖尿病獼猴早期出現肥胖和高血脂,而晚期體重和血脂指標下降,出現明顯的肝臟損傷;肝臟蛋白質組學顯示,氧化磷酸化途徑和支鏈氨基酸降解途徑明顯上調,肝臟損傷可能是肝臟中過多的ROS通過誘導線粒體釋放細胞色素c,並激活胞質中Caspase3所致。該研究首次揭示在自然狀況下,由肥胖轉為糖尿病過程中,肝臟能量代謝出現從脂肪酸氧化到支鏈氨基酸降解的轉變,為肥胖導致糖尿病的發病機制提供了新的思路。
該研究成果目前在線發表於美國生理學會期刊American Journal of Physiology- Endocrinology and Metabolism。蘇州大學和昆明動物所聯合培養碩士生王俊龍、生物物理所博士徐式孟和上海藥物所博士高婧為文章共同第一作者,梁斌、劉平生、周虎為文章共同通訊作者。該項工作得到國家自然科學基金、中科院先導專項、雲南省自然科學基金、雲南省高端科技人才項目等的資助。
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※《自然》原創研究論文約一成來自中國學者
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