iScience：特殊信号通路或能调节机体宏量营养素的代谢从而对胰岛素信号产生反应

2021年11月29日 讯 /生物谷BIOON/ --我们都知道在吃饭前会饥饿以及饭后会疲惫的感觉，而这两种感觉都与机体血糖水平有关，其能被机体内部的动态系统仔细调节；近日，一篇发表在国际杂志iScience上题为“FoxO-KLF15 pathway switches the flow of macronutrients under the control of insulin”的研究报告中，来自日本筑波大学等机构的科学家们通过研究确定，一种依赖于编码转录因子KLF15的基因的肝脏特异性转录物的单一途径或许能调节机体对宏量营养素的代谢从而对胰岛素水平产生反应来维持机体微妙的平衡。

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文章中，研究者表示，FoxO-KLF15轴或许能调节肝脏中宏量营养素的代谢从而对胰岛素水平的改变产生反应。机体能利用蛋白质、糖类和脂质作为能量来源，通常这三种热量来源被称为宏量营养素，其能通过食物来获取。然而，蛋白质也能转化为碳水化合物，而机体如果需要的话，碳水化合物也能被转化为脂肪。在空腹状态下，葡萄糖能通过分解肌肉中的蛋白质而产生，而在餐后，多余的葡萄糖则会被转化脂肪而被存储起来。

研究者Naoya Yahagi指出，能量形式之间的转换受到了肝脏的严格调节，因为这是单向的，动物机体无法以反向来转化能量形式；此前研究者发现，KLF15或许在肝脏的营养调节过程中扮演着非常重要的角色，因此他们就想通过研究来调查KLF15自身被调节的机制。为了做到这一点，研究人员在空腹和进食状态下，深入分析了Klf15基因的结构以及与其相互作用的因素。Yoshinori Takeuchi教授说道，本文研究结果表明，KLF15基因能编码多种转录物，其中一种会在肝脏中特异性地表达，此外，KLF15启动子区域还含有两个特殊位点，该位点能被称之为FoxO1和FoxO3a的两个转录调节子所结合，从而促进基因的转录。

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这两个调节子与KLF15启动子的结合取决于机体的营养状态，在禁食状态下，其能与KLF15结合并激活其转录，而在进食状态下，KLF15及其下游因子的表达水平则会下降。重要的是，其中一种KLF15靶点基因就是Srebf1c，其能编码脂肪生成的主要调节子。在禁食期间，FoxO-KLF15通路能促进蛋白质向碳水化合物的转化，并抑制碳水化合物向脂肪的转换。相比之下，进食后，升高的血液中胰岛素的水平则会诱导FoxOs发生磷酸化，从而就会关闭FoxO-KLF15通路，并阻断碳水化合物的产生及激活脂肪的产生。

本文研究首次揭示了胰岛素转录调节的方式，不仅仅是葡萄糖和脂质代谢，还是氨基酸的代谢，这就意味着，转录调节对于控制上述三种宏量营养素之间的代谢流是非常重要的，而这是由FoxO-KLF15通路所调节的。综上，本文研究结果表明，FoxO-KLF15通路或许会促进在胰岛素控制的情况下切换肝脏中宏量营养素的流向。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Yoshinori Takeuchi，Naoya Yahagi，Yuichi Aita, et al. FoxO-KLF15 pathway switches the flow of macronutrients under the control of insulin, iScience (2021). DOI:10.1016/j.isci.2021.103446