控制葡萄糖代谢的关键：肌肉和肝脏生物钟之间的合作

　　一项关于生物钟在不同组织中的作用的国际研究表明，控制体内葡萄糖水平需要一个最小的网络。这一发现对糖尿病和其他与年龄有关的疾病具有明确的意义。

　　

庞培法布拉大学(UPF)医学和生命科学系(MELIS)、加州大学欧文分校(UCI)和生物医学研究所(IRB巴塞罗那)的团队合作研究表明，肝脏和骨骼肌生物钟之间的相互作用控制着葡萄糖代谢。研究结果表明，每个组织中的局部时钟功能不足以满足全身葡萄糖代谢，还需要来自进食和禁食周期的信号来适当维持体内的葡萄糖水平。了解葡萄糖平衡背后的成分对代谢性疾病如糖尿病或其他与年龄相关的疾病有明确的意义。

生物钟几乎存在于身体的每个细胞中。它们将生物过程与24小时周期结合起来，以同步生理、心理和行为变化。这个过程是由大脑的中央时钟支持的，它与周围组织的时钟同步。“生理节律的维持在健全时与总体健康有关，但在被破坏时与疾病有关。因此，昼夜节律紊乱会影响碳水化合物代谢并诱发糖尿病样异常，”MELIS-UPF研究的高级作者Pura Muñoz-Cánoves解释说。

今天发表在《细胞报告》(Cell Reports)上的这项研究表明，令人惊讶的是，肝脏和肌肉中的时钟可以在大脑中没有中央时钟的情况下保持自己的时间，尽管它们的节奏强度会降低。

研究还发现，在这些条件下，葡萄糖的摄取和处理水平发生了变化。然而，将生物钟与摄食-禁食周期结合可以改善每个生物钟的功能，并恢复联合系统中的葡萄糖调节。这一发现表明，每天的进食-禁食节律是肝脏和肌肉时钟协同作用的关键，也是葡萄糖代谢控制恢复的关键。

与Kevin Koronowski共同领导这项研究的MELIS-UPF博士后研究员Jacob Smith评论说:“我们的研究表明，葡萄糖耐量需要最小的时钟网络。控制每日进食周期的中央时钟与肝脏和肌肉中的局部时钟协同工作。现在，下一步是确定参与这种相互作用的信号因素。”

“我们相信这一发现可能为人类疾病的治疗带来希望，比如糖尿病，这种肝脏肌肉网络可能是治疗的目标，以及其他与年龄相关的疾病，”Pura Muñoz-Cánoves补充说，他现在也是圣地亚哥阿尔托斯实验室的首席研究员。

这一发现是利用巴塞罗那IRB的Salvador AznarBenitah实验室开发的“无时钟”小鼠模型实现的，在该模型中，他们只恢复了肝脏或骨骼肌中的时钟，或者将两个器官中的时钟结合起来。

“这是一个很好的例子，通过研究外周组织之间的交流，人们开始理解系统交流如何发生的复杂相互作用。我们非常激动地看到肝脏和肌肉之间的日常协调如何能够维持全身葡萄糖耐量，这是我们完全意想不到的，”ICREA研究员兼巴塞罗那IRB干细胞和癌症实验室主任Salvador Aznar Benitah解释说。

Liver and muscle circadian clocks cooperate to support glucose tolerance in mice