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昼夜节律紊乱或致糖尿病脂肪肝

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慕尼黑亥姆霍茨中心和德国糖尿病研究中心开展的一项新研究,通过24小时观察小鼠食物摄入与禁食、休息与活动之间的差异,揭示了糖皮质激素(如皮质醇)如何控制糖和脂肪水平。相关论文发表在最近的《分子细胞》杂志上。

人体中的每个细胞都由内部生物钟驱动。该生物钟遵循24小时的昼夜节律,与白天和黑夜的自然周期同步运行,主要受阳光控制,也受社交习惯控制。在一个健康的系统中,肾上腺每天早晨都会产生糖皮质激素。清醒前释放高水平的糖皮质激素,会促使人体将脂肪酸和糖转化为能量。

如果昼夜节律紊乱,例如由于轮班工作或时差原因,会引起糖皮质激素水平的改变,可能会发生严重的代谢异常,例如肥胖症、Ⅱ型糖尿病或脂肪肝。这项研究的目的是了解人每天释放大量糖皮质激素的重要性,这些激素对人体生物钟的影响,以及在每日代谢周期中的作用。

为研究糖皮质激素在肝脏中的代谢功能,研究人员利用新的高通量技术,对所谓糖皮质激素受体的活性进行了表征。他们昼夜每4个小时分析一次小鼠肝脏,给小鼠喂食普通或高脂饮食。通过最新的基因组学、蛋白质组学和生物信息学技术,研究小组得以了解糖皮质激素受体在何时何地发挥其代谢作用。

他们分析了在24小时肝脏代谢周期中糖皮质激素释放的波动情况。结合基因组对时间的依赖性,来说明糖皮质激素在小鼠睡眠状态的禁食期间,和小鼠活动状态进食时如何调节其代谢。该研究还显示了这些激素如何控制大部分节律性基因的活性。在所谓的基因敲除小鼠中,如果失去糖皮质激素的控制,将影响血液中的糖和脂肪含量。

研究人员在对小鼠注射地塞米松(一种能激活该受体的合成糖皮质激素)后,检查了小鼠的基因组效应。研究负责人法比伊昂·库格利阿利尼说:“通过这个实验,我们发现肥胖小鼠的药物反应与瘦小鼠的药物反应不同。这是我们第一次能够证明,营养可以改变新陈代谢的激素和药物反应。”

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