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第42卷第6期 孙晓鑫,张 青,叶新华. 鸢尾素调控葡萄糖稳态的研究进展[J].
2022年6月 南京医科大学学报(自然科学版),2022,42(06):886-890 ·887 ·
氨基酸组成的分泌肽,由 FNDC5(fibronectin type Ⅲ 接促进胰岛素分泌。胰岛素作为机体内唯一降糖
domain containing protein 5)经过蛋白水解、糖基化 激素,其降低血糖的主要机制包括:①促进肌、脂肪
和二聚化后合成。FNDC5 几乎分布于所有组织和 细胞摄取葡萄糖;②加速肝、肌糖原的合成及抑制
器官中,包括骨骼肌、直肠、心包等组织,其中骨骼 糖原分解;③增加葡萄糖有氧氧化;④抑制肝内糖
肌是表达 FNDC5 mRNA 最多的组织 。大鼠骨骼 异生;⑤抑制脂肪组织内的激素敏感性脂肪酶,减
[6]
肌分泌的鸢尾素约72%,以上均提示肌肉组织是鸢 少脂肪动员进而以葡萄糖分解获能。当血糖浓度
尾素的主要来源 。骨骼肌收缩可促进过氧化物酶 降低,刺激下丘脑内侧核,引起交感神经兴奋,抑制
[7]
体增加,活化受体γ辅助激活因子⁃1α(peroxisome 胰岛素分泌,促进胰高血糖素分泌,其主要机制为:
proliferators activated receptor gamma coactivator 1 ①增加肝糖原分解;②促进糖异生;③增加脂肪分
alpha,PGC⁃1α),进一步使FNDC5高表达,促进鸢尾 解;此外肾上腺素、糖皮质激素等也参与血糖升高
[8]
素分泌 。 的调节 [18-21] 。综上所述,机体葡萄糖稳态平衡是在
1.2 生物学效应 神经系统和体液共同调控下,使得胰腺、肝、肌、脂
鸢尾素通过调控多种细胞内信号,如丝裂原活 肪组织等各器官协调作用,以维持体内葡萄糖含量
化 蛋 白 激 酶(mitogen ⁃ activated protein kinase, 的相对稳定(图1)。
MAPK)、腺苷酸激活蛋白激酶[adenosine 5’⁃mono⁃ 2.2 鸢尾素调节葡萄糖稳态平衡的机制
phosphate(AMP)⁃ activated protein kinase,AMPK]、 鸢尾素可以降低胰岛素抵抗,有效改善血糖和
Wnt 信号通路(wingless/integrated,Wnt)、信号转导 减轻体重。Pang等 [22] 研究发现,经过腹腔注射鸢尾
与转录激活因子(signal transducer and activator of 素 10 d 的 T2DM 大鼠,其空腹血清胰岛素和空腹血
[9]
transcription3,STAT3)、磷脂酰肌醇3⁃激酶(phospha⁃ 糖水平均明显下降。Liu等 研究显示,鸢尾素治疗
tidylinositol 3⁃kinase,PI3K)/蛋 白 激 酶 B(protein T2DM大鼠8周可降低大鼠体重和空腹血糖,改善葡
kinase B,AKT)等途径发挥生物学作用。MAPK 作 萄糖糖耐量。基于此,鸢尾素在改善葡萄糖稳态失
为细胞信号重要的传递者,鸢尾素通过活化 MAPK 调方面具有重要作用,并且鸢尾素调节葡萄糖稳态
参与成骨细胞的增殖和分化、神经细胞分化、胰岛 的机制主要以降糖为主,目前认为主要有以下几点
细胞增殖以及白色脂肪褐变 [9-12] 。此外,鸢尾素也 (图1)。
激活 AMPK 通路刺激骨骼肌葡萄糖摄取,改善骨骼 2.2.1 鸢尾素促进胰岛β细胞增殖、抑制胰岛β细胞
肌胰岛素抵抗 [13] 。在脂代谢方面,鸢尾素可作为 凋亡
Wnt 信号通路的激活剂,抑制脂肪细胞分化 [14] 。鸢 鸢尾素可以影响参与凋亡通路的蛋白,如半胱
尾素也在脑部器质性病变,如“阿尔兹海默症”中发 氨酸天冬氨酸蛋白酶⁃3(cysteinyl aspartate specific
挥作用,其可通过血脑屏障进入中枢系统激活 proteinase,caspase⁃3)、caspase⁃9、B细胞淋巴瘤⁃2(B⁃
STAT3信号通路,促进海马增生,降低阿尔兹海默症 cell lymphoma,Bcl⁃2)、Bcl⁃x 等的活性,逆转高糖诱
的患病风险 [15] 。重要的是,PI3K/AKT通路是癌细胞 导的胰岛β细胞凋亡。在体外实验,鸢尾素处理高
生长、增殖和存活的关键通路之一 ,鸢尾素通过抑 糖诱导的胰岛细胞可使 caspase⁃3、caspase⁃9、Bad、
[16]
制 PI3K/AKT 途径阻滞肺癌的迁移、增殖和侵袭 。 Bax 等促凋亡蛋白水平下调,Bcl⁃2 和 Bcl⁃xl 等抗凋
[17]
综上所述,鸢尾素可作为预防/治疗包括癌症在内的 亡蛋白上调,同时,鸢尾素也可通过激活细胞外信
多种疾病,因此进一步深入了解鸢尾素的作用机制 号 调 节 激 酶(extracellular signal ⁃ regulated kinase,
对于鸢尾素的临床应用至关重要。 ERK)/p38MAPK 通路促进胰岛β细胞增殖,使得胰
[9]
岛素分泌增多,改善胰岛β细胞的功能 。在动物试
2 鸢尾素参与葡萄糖稳态调节
验中,鸢尾素治疗肥胖小鼠2周可促进胰岛β细胞增
[23]
2.1 葡萄糖稳态 殖,并且增加胰岛β细胞/胰岛α细胞比值 。
在正常情况下,血液中葡萄糖水平在 3.89~ 2.2.2 鸢尾素增加骨骼肌葡萄糖摄取
6.11 mmol/L范围内波动,这种状态称之为葡萄糖稳 葡萄糖吸收入血需依赖葡萄糖转运蛋白(glu⁃
态。当机体摄入葡萄糖时,可激活下丘脑葡萄糖抑 cose transporter,GLUT)转 运 至 细 胞 膜 表 面 。 以
制神经元,引起迷走神经兴奋,刺激胰岛β细胞释放 GLUT4 最为重要,其主要存在于肌肉和脂肪组织
胰岛素,同时迷走神经通过刺激胃肠道激素释放间 中,以胰岛素依赖的方式摄取葡萄糖 [24] 。研究发