Sci Rep：谷氨酰胺酶2或能调节机体胰腺β细胞中的葡萄糖代谢水平

谷氨酰胺酶2（GLS2，Glutaminase 2）是谷氨酰胺分解的主要调节因子，GLS2能将谷氨酰胺转化为谷氨酸，从而在细胞能量产生过程中发挥作用；GLS2在肝脏中非常丰富，同时其也存在于胰腺β细胞中，然而，GLS2在胰岛（胰岛中存在α和β细胞）中的作用如何与葡萄糖的代谢相关，目前研究人员尚不清楚。葡萄糖稳态是通过肝脏、胰腺α细胞（能制造胰高血糖素）、胰腺β细胞（能制造胰岛素）和相关的器官（比如肠道、骨骼肌和脂肪组织等）之间的精细复杂相互作用来维持的。

近日，一篇发表在国际杂志Scientific Reports上题为“Pancreatic β-cell glutaminase 2 maintains glucose homeostasis under the condition of hyperglycaemia”的研究报告中，来自日本千叶大学等机构的科学家们通过研究解开了GLS2在葡萄糖稳态中的关键作用；此前他们通过研究识别出了GLS2能作为p53的靶基因，因此其能作为肿瘤抑制子来发挥作用，由于糖尿病和癌症之间的关系密切，因此研究人员决定进一步分析β细胞特异性的GLS2在葡萄糖稳态中的作用。

文章中，研究人员利用小鼠模型进行研究，在小鼠机体中，GLS2能在胰腺β细胞中被有条件地剔除，从而产生Gls2 CKO小鼠，同时研究者还利用了人类胰腺胰岛基因组数据库中的数据进行了相关研究。研究者Suzuki博士说道，此前研究中我们识别出GLS2能作为p53的靶点，p53能指导铁死亡，且在体内具有一定的肿瘤抑制功能；而且我们还知道，谷氨酸的GLS2代谢产物能调节葡萄糖刺激的胰岛素产生，同时研究者还假设，该酶在胰腺胰岛的葡萄糖稳态中发挥着重要作用；这项研究提供了重要的见解，因为糖尿病和癌症在其发病机制中具有共同的分子基础。

随后研究人员比较了Gls2敲除（Gls2 CKO）小鼠和对照小鼠（RIP-Cre）机体的葡萄糖稳态；当被喂食高脂肪饮食时，RIP-Cre小鼠的胰腺β细胞中GLS2和p53的表达就会增加，相反，Gls2 CKO小鼠就会出现糖尿病、胰岛素耐受和持续的葡萄糖产生；矛盾之处在于，在Gls2 CKO小鼠机体中，尽管其血糖水平较高，但胰岛素的分泌却会受到抑制且胰高血糖素的分泌会升高，这或许就表明，损伤的GLS2活性就能通过加剧胰岛素和胰高血糖素调节的破坏来驱动糖尿病的发生。

谷氨酰胺酶2或能调节机体胰腺β细胞中的葡萄糖代谢水平。

图片来源：Scientific Reports (2023). DOI:10.1038/s41598-023-34336-z

此外，研究人员还在单独的实验中进行了相关研究结果的验证，在这些实验中，GLS2会在来自小鼠细胞系所产生的胰腺β细胞中被沉默，这样胰岛素的分泌就会再次减少。此外，来自糖尿病供体机体的人类胰腺胰岛细胞基因表达数据揭示了GLS2表达水平的增加；最后，与Gls2敲除小鼠数据一致的是，来自糖尿病供体胰腺β细胞中GLS2的下调或与其机体中胰岛素的抑制和胰高血糖素基因表达的增强之间存在矛盾相关性。本文研究结果表明，胰腺β细胞GLS2在高血糖状态下复杂地参与到了调节机体葡萄糖的水平过程中去，但这项研究有没有长期的治疗应用呢？

的确，相关研究结果强调，开发量身定做的糖尿病疗法必须结合患者机体的遗传信息以及其多项数据信息，包括机体血糖水平、代谢状态、年龄、糖尿病病程和家族史等数据。Suzuki博士总结道，我们需要深入研究解析GLS2调节的葡萄糖代谢机制，携带GLS2功能缺失基因改变的患者本身就可能会发展为糖尿病，未来，GLS2甚至有可能会作为遭受让人衰弱疾病患者的潜在治疗靶点。

尽管β细胞特异性的GLS2调节胰岛素和胰高血糖素背后的确切机制有待进一步研究探明，但本文研究结果表明，胰腺β细胞中的GSL2在高血糖状态下能维持机体的葡萄糖稳态。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Hanna Deguchi-Horiuchi，Sawako Suzuki，Eun Young Lee, et al. Pancreatic β-cell glutaminase 2 maintains glucose homeostasis under the condition of hyperglycaemia, Scientific Reports (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-34336-z