撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
在禁食期間,肝細(xì)胞通過糖原分解和糖異生來生成葡萄糖;然而,在進(jìn)食后,通過激活胰島素信號(hào)通路,這一代謝過程會(huì)停止。胰島素通過糖原合酶促進(jìn)食物中的葡萄糖轉(zhuǎn)化為糖原,并通過脂肪生成促進(jìn)脂肪酸的生成,從而抑制肝臟葡萄糖生成(HGP),維持全身葡萄糖穩(wěn)態(tài)。
一旦肝細(xì)胞對(duì)胰島素失去敏感性,即出現(xiàn)肝臟胰島素抵抗(Hepatic Insulin Resistance,HIR),它們就不能將外源性葡萄糖合成糖原,甚至還會(huì)產(chǎn)生內(nèi)源性葡萄糖,從而抑制糖原生成,但會(huì)激活糖異生。這種雙重失調(diào)是肝臟內(nèi)脂肪變性的顯著特征,并且是代謝功能障礙相關(guān)脂肪肝疾病(MAFLD)、2 型糖尿病(T2D)以及心血管并發(fā)癥的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。盡管 HIR 具有重要的臨床意義,但對(duì)于其底層分子機(jī)制,目前仍不清楚。
2026 年 4 月 2 日,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所黃波團(tuán)隊(duì)(助理研究員陳潔、博士后劉卓航、博士生姜懿珅、江蘇省人民醫(yī)院副主任醫(yī)師古鑒為論文共同第一作者),在Nature Metabolism期刊發(fā)表了題為:Revitalizing p-GSK-3β via cysteine sulfenylation promotes hepatic insulin resistance by differentially regulating glycogenesis and gluconeogenesis的研究論文。
該研究揭示了活性氧(ROS)通過次磺酸化修飾重新激活因磷酸化而失活的p-GSK-3β,從而獨(dú)立于胰島素信號(hào)通路驅(qū)動(dòng)肝臟胰島素抵抗的核心機(jī)制,為 2 型糖尿病防治提供了全新靶點(diǎn)。
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肝臟胰島素抵抗(HIR)在脂肪肝、糖尿病和心血管疾病的發(fā)展中所發(fā)揮的重要作用已為人熟知,但其分子基礎(chǔ)仍不清楚,這限制了針對(duì)性開發(fā)治療策略。
在這項(xiàng)最新研究中,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),在肝臟胰島素抵抗(HIR)狀態(tài)下,肝細(xì)胞的活性氧(ROS)水平升高,原本因磷酸化而處于胰島素信號(hào)失活狀態(tài)的磷酸化糖原合酶激酶-3β(p-GSK-3β)被 ROS 在第 178 位半胱氨酸(Cys178)位點(diǎn)進(jìn)行次磺酸化修飾(SH 變?yōu)?SOH),得以重新激活,從而導(dǎo)致糖原生成終止和糖異生啟動(dòng),而這是肝臟胰島素抵抗(HIR)的兩個(gè)顯著特征。
從機(jī)制上來說,被次磺酸化修飾或“氧化激活”的 p-GSK-3β 獲得了磷酸化肝糖原合酶的酶活性,能夠直接磷酸化肝糖原合酶 GYS2,從而阻止糖原生成;同時(shí),它還能進(jìn)一步磷酸化被胰島素抑制的 FoxO1,釋放其轉(zhuǎn)錄活性,促進(jìn)糖異生酶的表達(dá),從而將非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟恰_@樣依賴,肝臟不僅無法將外周血中的葡萄糖儲(chǔ)存為糖原,反而向外周血釋放葡萄糖,造成血糖升高。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步證明,上述機(jī)制在小鼠糖尿病模型,2 型糖尿病及脂肪肝病人的肝組織,以及人肝臟類器官中均得以保留,揭示了肝細(xì)胞過多產(chǎn)生的 ROS 是胰島素抵抗的元兇。隨著科技的進(jìn)步,大量人工合成化合物經(jīng)口腸進(jìn)入肝臟進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化,不可避免地導(dǎo)致ROS生成。這一底層邏輯的揭示對(duì)糖尿病的早防早治具有重要意義,為新型糖尿病藥物研發(fā)提供了理論指導(dǎo)。
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ROS-p-GSK-3β 驅(qū)動(dòng)肝臟胰島素抵抗機(jī)制示意圖
總的來說,這項(xiàng)研究闡明了肝臟胰島素抵抗(HIR)形成的分子機(jī)制,并為通過靶向次磺酸化或“氧化激活”的 p-GSK-3β 來對(duì)抗 HIR 提供了潛在新策略。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s42255-026-01507-x
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