2012年9月28日 電 /生物谷BIOON/ --一項(xiàng)最新發(fā)表在9月28的Cell雜志上的研究證實(shí)果蠅體內(nèi)也存在著的一個(gè)關(guān)鍵性代謝激素,，而以往認(rèn)為代謝激素是脊椎動(dòng)物所特有的,。瘦素是一種營(yíng)養(yǎng)傳感器,，能調(diào)節(jié)能量的攝入和輸出，并最終控制食欲,。因此在分子水平上,，瘦素是研究人員研究肥胖癥和糖尿病的關(guān)注重點(diǎn)。到現(xiàn)在為止,，復(fù)雜的哺乳類動(dòng)物如小鼠是研究這一關(guān)鍵激素的唯一動(dòng)物模式,。
論文第一作者、哈佛醫(yī)學(xué)院發(fā)育生物學(xué)教授Akhila Rajan說(shuō)：瘦素是非常復(fù)雜的,，這些激素,，因?yàn)樗麄儷@得更多和更復(fù)雜的功能發(fā)展,。在飛，我們所看到的瘦素在其最有可能的原始形式,。
為了生物體在不同條件下正常工作,，其器官系統(tǒng)必須保持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，即“平衡”狀態(tài),。協(xié)調(diào)食物攝入量和營(yíng)養(yǎng)的儲(chǔ)備來(lái)保持能量平衡是一個(gè)關(guān)鍵的穩(wěn)態(tài)機(jī)制,。瘦素調(diào)控生物體脂肪的儲(chǔ)存和熱量的攝入量來(lái)調(diào)節(jié)能量平衡。
十年來(lái),，研究人員已經(jīng)知道果蠅的脂肪組織之間的溝通需分泌某些信號(hào)分子。然而,，他們不知道這些信號(hào)分子是什么以及它們所傳輸?shù)男盘?hào)又是什么,。Rajan推測(cè)，這種信號(hào)分子最有可能是類似于人類體內(nèi)瘦素激素的物質(zhì),，因?yàn)楣壓筒溉閯?dòng)物有著相似的營(yíng)養(yǎng)感應(yīng)通路,。
研究人員預(yù)測(cè)果蠅體內(nèi)三個(gè)分子有可能在結(jié)構(gòu)上類似瘦素。Rajan敲除了其中之一蛋白質(zhì)UPD2,，果蠅在代謝水平表現(xiàn)出來(lái)的處于饑餓狀態(tài),，盡管它們已經(jīng)消耗了正常量的卡路里。
Rajan說(shuō)：由于瘦素是一種營(yíng)養(yǎng)傳感器,，如果你淘汰這個(gè)感知營(yíng)養(yǎng)成分的激素,，身體會(huì)覺(jué)得處于無(wú)營(yíng)養(yǎng)階段，就會(huì)促進(jìn)我們進(jìn)食,。
進(jìn)一步的試驗(yàn)表明,，當(dāng)果蠅自然狀態(tài)上的饑餓時(shí)，UPD2水平表達(dá)降低,，當(dāng)它們獲得足夠的營(yíng)養(yǎng)后,，UPD2水平上升。這進(jìn)一步提供證據(jù)表明,，UPD2和瘦素一樣是一種營(yíng)養(yǎng)傳感器,。
接下來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)UPD2使用同瘦素一樣的神經(jīng)回路,，調(diào)控大腦和脂肪組織之間的信息交流,。當(dāng)UPD2到達(dá)大腦時(shí)，調(diào)節(jié)胰島素分泌,，調(diào)控營(yíng)養(yǎng)的儲(chǔ)存和能源消耗,。
最后，Rajan和他的同事們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)缺失UPD2的果蠅,，在UPD2的位置插入人瘦素基因,。結(jié)果果蠅完全接受這一哺乳動(dòng)物分子,，并且所有營(yíng)養(yǎng)感應(yīng)功能恢復(fù)正常。
有趣的是,，雖然UPD2的氨基酸序列不同于瘦素,。然而，每個(gè)基因所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)在許多結(jié)構(gòu)上是相似的,。
現(xiàn)在,，研究人員已經(jīng)確定UPD2作為果蠅的營(yíng)養(yǎng)傳感器在調(diào)節(jié)能量的攝入和輸出發(fā)揮作用，下一步就是深入的機(jī)制,。這項(xiàng)研究由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院5P01CA120964和5R01DK088718項(xiàng)目資助,。（生物谷：Bioon.com）
doi:10.1016/j.cell.2012.08.019
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Drosophila Cytokine Unpaired 2 Regulates Physiological Homeostasis by Remotely Controlling Insulin Secretion
Akhila Rajan, Norbert Perrimon,et al.
In Drosophila, the fat body (FB), a functional analog of the vertebrate adipose tissue, is the nutrient sensor that conveys the nutrient status to the insulin-producing cells (IPCs) in the fly brain to release Drosophila insulin-like peptides (Dilps). Dilp secretion in turn regulates energy balance and promotes systemic growth. We identify Unpaired 2 (Upd2), a protein with similarities to type I cytokines, as a secreted factor produced by the FB in the fed state. When upd2 function is perturbed specifically in the FB, it results in a systemic reduction in growth and alters energy metabolism. Upd2 activates JAK/STAT signaling in a population of GABAergic neurons that project onto the IPCs. This activation relieves the inhibitory tone of the GABAergic neurons on the IPCs, resulting in the secretion of Dilps. Strikingly, we find that human Leptin can rescue the upd2 mutant phenotypes, suggesting that Upd2 is the functional homolog of Leptin.
