南京大學醫學院附屬鼓樓醫院領導的研究團隊對小檗堿的降糖機制進行了深入研究。他們發現,小檗堿通過抑制去乙酰化酶SIRT3而促進葡萄糖攝取并抑制糖異生作用。
黃連素(學名小檗堿,berberine)是一種家喻戶曉的中藥。它能夠對抗微生物病原體,對痢疾桿菌等細菌有抑制作用,因此常被用來治療腹瀉。不過,近年來的臨床研究也證實,小檗堿對2型糖尿病有不錯的效果,但其具體機制不清楚。
為此,南京大學醫學院附屬鼓樓醫院領導的研究團隊對小檗堿的降糖機制進行了深入研究。他們發現,小檗堿通過抑制去乙酰化酶SIRT3而促進葡萄糖攝取并抑制糖異生作用。
這篇題為“Berberine promotes glucose uptake and inhibits gluconeogenesis by inhibiting deacetylase SIRT3”的論文于近日發表在《Endocrine》雜志上。鼓樓醫院消化內科的張明明和王雷為共同通訊作者。
小檗堿是存在于黃連中的主要生物堿類藥效成分。它具有多種藥理作用,近年來臨床用于治療2型糖尿病取得了較好的效果。盡管小檗堿的作用機制涉及到胰島素抵抗的改善,但其降血糖的機制仍然不大清楚。
在這項研究中,研究人員首先通過基因敲除和過表達評估了小檗堿對去乙酰化酶SIRT3的抑制作用,然后利用免疫印跡和代謝監控來評估下游的信號通路以及SIRT3的降糖作用。
研究人員發現,小檗堿通過抑制去乙酰化酶SIRT3而導致線粒體功能障礙和AMP積累。他們隨后證實,AMP積累激活了AMPK信號通路,并進一步促進了葡萄糖攝取。同時,AMP積累降低了環腺苷酸(cAMP)的水平,并消除了蛋白激酶A(PKA)關鍵蛋白質靶點的磷酸化。
在此過程中,研究人員采用了安捷倫Seahorse XF細胞代謝分析技術。這種技術通過實時測定活細胞的兩種主要代謝途徑——呼吸和糖酵解,為細胞功能研究帶來了重要見解。
與此同時,他們還發現磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1(PEPCK1)是一種關鍵的糖異生酶,受到胰高血糖素的調節。小檗堿通過拮抗胰高血糖素而引起明顯的PEPCK1泛素化和降解,并伴隨著高水平的PEPCK1乙酰化。有趣的是,小檗堿誘導的胰高血糖素抑制與AMPK的活化無關。
研究人員總結道,小檗堿通過抑制SIRT3而促進葡萄糖攝取和抑制糖異生。他們認為對線粒體相關通路的調控有望為糖尿病治療藥物的開發提供新方法。
原文檢索:
Berberine promotes glucose uptake and inhibits gluconeogenesis by inhibiting deacetylase SIRT3
Endocrine
December 2018, Volume 62, Issue 3, pp 576–587
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