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Cell Metabolism:脂肪细胞分泌酶促进胰岛素分泌

来源:生物谷 2007-11-19 09:04

圣路易斯华盛顿大学医学院的一项研究表明,体内的脂肪细胞有助于胰腺分泌胰岛素。这个作用可能会为改善Ⅱ型糖尿病患者或胰岛素抵抗人群中的血糖代谢提供新方法。在以小鼠为模型的研究中发现,脂肪细胞能够释放一种辅助胰腺β细胞分泌胰岛素的蛋白Nampt。该研究发表在11月7日Cell  Metabolism上。  

Nampt是一种酶,胰腺细胞本身也可合成,但量极少。研究人员声称,脂肪细胞分泌的Nampt是胰岛素分泌途径中的重要组成部分。论文第一作者Shin-ichiro  Imai博士表示,这种酶使脂肪细胞可以与胰腺进行信息的沟通,辅助胰腺分泌胰岛素。Imai表示,Ⅱ型糖尿病和胰岛素抵抗与肥胖之间的联系表明胰腺分泌功能提升是有限的。或许在一些肥胖个体中,胰腺分泌功能达到一个极限值,不能再提供足够的补偿。他们推测在胰岛素抵抗增加时,该过程对于补偿胰腺β细胞的功能至关重要。  

有趣的是,在2004年Nampt在科学界引发了热议,因为有报道称Nampt是一种新发现的来源于脂肪细胞的激素,与胰岛素的作用非常相似。后来论文作者宣布撤销他们的声明。  

在这项新研究中,华盛顿大学的研究人员指出Nampt不是胰岛素样的激素,而是一种调节胰腺功能的酶。Imai表示,Nampt在血液中合成一种化合物,后者到达胰腺时就能刺激胰岛素的分泌。这标志着一个概念性的突破,循环中的代谢物调节胰腺功能的这一机制令人吃惊。Imai相信Nampt合成的这种物质——尼克酰胺单核苷酸(简称NMN)——能促进胰腺细胞分泌胰岛素,并由此改善机体对血糖的处理方式。Imai和他的小组成员正和华盛顿大学的临床研究人员合作,以调查在正常人、糖尿病患者或肥胖患者的血液中NMN的含量。他们也希望在Ⅱ型糖尿病患者或胰岛素抵抗人群中开始临床实验,测试NMN能否作为一种治疗剂。  

实际上,Nampt是一种分布广泛的酶,催化体内大多数细胞内的基础生化反应。同时因为胰腺细胞中Nampt的水平很低,胰腺分泌胰岛素要依赖脂肪中释放的Nampt及其在血液中的催化产物NMN。当足够多的NMN到达胰腺细胞后,就会刺激这些细胞分泌胰岛素。实验小鼠的血液中NMN的浓度足以刺激胰β细胞分泌胰岛素。NMN存在于血循环中以前未见报道。  

Nampt基因单拷贝的小鼠,其调节葡萄糖的能力轻度减弱,同时胰岛素的分泌出现缺陷。研究结果显示NMN可以恢复这些小鼠的胰岛素分泌。  

Imai已经与华盛顿大学的技术管理办公室合作,为Nampt和NMN用于预防和治疗诸如Ⅱ型糖尿病的代谢性疾病申请专利。接下来,研究人员会努力确定导致Nampt从脂肪细胞中分泌的因素以及NMN促进胰腺胰岛素分泌的机制。  

胰岛素帮助机体对血糖进行加工处理,患有Ⅱ型糖尿病的病人体内胰岛素缺乏或是有胰岛素抵抗。  (生命科学专辑)


刘  谦  编译  王小理  校译自  http://www.medicalnewstoday.com/articles/88029.php

原始出处:

Cell Metabolism, Vol 6, 363-375, 07 November 2007

Article

Nampt/PBEF/Visfatin Regulates Insulin Secretion in β Cells as a Systemic NAD Biosynthetic Enzyme

Javier R. Revollo,1,9,10 Antje Körner,6,9 Kathryn F. Mills,1 Akiko Satoh,1 Tao Wang,7,8 Antje Garten,6 Biplab Dasgupta,2 Yo Sasaki,2 Cynthia Wolberger,7,8 R. Reid Townsend,3 Jeffrey Milbrandt,2,4,5 Wieland Kiess,6 and Shin-ichiro Imai1,

1 Department of Molecular Biology and Pharmacology, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA
2 Department of Pathology, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA
3 Department of Medicine, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA
4 Department of Neurology, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA
5 Hope Center for Neurological Disorders, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA
6 University Hospital for Children and Adolescents, University of Leipzig, Liebigstrasse 20a, 04103 Leipzig, Germany
7 Department of Biophysics and Biophysical Chemistry, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD 21205, USA
8 Howard Hughes Medical Institute, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD 21205, USA

Corresponding author
Shin-ichiro Imai
imaishin@wustl.edu

Intracellular nicotinamide phosphoribosyltransferase (iNampt) is an essential enzyme in the NAD biosynthetic pathway. An extracellular form of this protein (eNampt) has been reported to act as a cytokine named PBEF or an insulin-mimetic hormone named visfatin, but its physiological relevance remains controversial. Here we show that eNampt does not exert insulin-mimetic effects in vitro or in vivo but rather exhibits robust NAD biosynthetic activity. Haplodeficiency and chemical inhibition of Nampt cause defects in NAD biosynthesis and glucose-stimulated insulin secretion in pancreatic islets in vivo and in vitro. These defects are corrected by administration of nicotinamide mononucleotide (NMN), a product of the Nampt reaction. A high concentration of NMN is present in mouse plasma, and plasma eNampt and NMN levels are reduced in Nampt heterozygous females. Our results demonstrate that Nampt-mediated systemic NAD biosynthesis is critical for β cell function, suggesting a vital framework for the regulation of glucose homeostasis.

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