研究发现胰岛素调控肝脏生物钟的分子机制

作者：杨超月

中科院上海生科院营养科学研究所刘浥研究组，揭示了胰岛素通过调节生物钟核心转录因子bmal1影响肝脏生物钟发生的分子机制。相关研究成果已在线发表于《自然—通讯》。

在分子水平上，生物钟主要由正调控因子bmal1和clock，以及负反馈因子cryptochrome（cry1、cry2）、period（per1、per2、per3）和rev-erbα等所形成的两条正负反馈环组成。两条正负反馈通路，构成了分子生物钟的基本模型。

刘浥研究组研究发现，在进食状态下，由胰腺分泌的胰岛素能通过肝细胞表面的胰岛素受体，将信号传递至细胞内，激活pi3k-akt2信号通路，激活的akt2能够磷酸化bmal1-ser42，最终bmal1被稳定在细胞质中，从而抑制bmal1/clock下游基因的表达。通过食物牵引试验改变小鼠正常的饮食节律发现，一方面胰岛素分泌的节律会随之改变，导致bmal1在细胞核内的聚集模式发生变化，dbp、rev-erbα等下游节律基因的表达相位被逆转，表明肝脏生物钟的节律被重置；另一方面，小鼠通过增加饮食储存食物，导致胰岛素分泌剧增，致使胰岛β-细胞遭受巨大压力，这可能是造成胰岛β-细胞在饮食牵引状态下功能丧失的原因之一。

刘浥表示，这些发现不仅揭示胰岛素调节肝脏生物钟发生的分子机制，也为理解不规律饮食与生物钟紊乱，及代谢综合征的发生之间的关系提供了新启示。