Kidney360：罕见的D-丙氨酸或是机体健康睡眠和血糖维持的关键

直到最近，科学家们才发现，组成蛋白质的基本元件—氨基酸能以L型和D型两种不同形式存在，尽管所有的天然蛋白质都是由L-氨基酸组成的，但D型氨基酸的功能，研究人员并不清楚，尽管其存在于我们每天所吃的食物中。近日，一篇发表在国际杂志Kidney360上题为“d-Alanine Affects the Circadian Clock to Regulate Glucose Metabolism in Kidney”的研究报告中，来自日本大阪大学等机构的科学家们揭示了一种D型氨基酸—d丙氨酸（d-alanine）的特殊功能，那么其功能到底怎样，研究人员又是如何揭示其功能的呢？为了进一步理解，研究人员就需要一些背景信息。

生物钟是机体中存在的一种自然振荡时钟，其能与24小时的昼夜周期保持一致，影响着机体许多生物学过程，其中之一就是糖原异生（gluconeogenesis）过程，即机体能够产生葡萄糖来维持能量水平，而不是通过碳水化合物的摄入，尽管糖原异生辉随着昼夜节律而不断变化，但其背后的原因，目前研究人员并不清楚。然而，研究人员还得到了一些线索，即D-丙氨酸存在于能代谢葡萄糖的组织中，而据报道显示，血液和尿液中的D-丙氨酸也会随着昼夜节律而改变。

罕见的D-丙氨酸或是机体健康睡眠和血糖维持的关键。

图片来源：Kidney360 (2023). DOI:10.34067/KID.0000000000000345

这项研究中，研究人员利用特殊的设备和先进的分析技术检测并定量了这种罕见氨基酸的痕量水平，随后他们证实了D-丙氨酸的水平会随着生物钟而发生改变，这些变化是由尿液中的D-丙氨酸的移除所引起的，这一过程由肾脏进行控制，同时研究者还发现，睡眠是调节D-丙氨酸水平的关键。研究者Shinsuke Sakai博士说道，我们决定观察当肾脏暴露于D-丙氨酸时哪些基因会发生表达，随后我们利用深度学习分析和迭代随机森林算法相结合来识别靶向性基因，结果发现，D-丙氨酸能上调与糖原异生过程相关的基因以及已知与昼夜节律钟相关的基因。

转录因子是一种能调节基因表达的特殊蛋白，对其进行分析结果发现，D-丙氨酸所诱导的改变是由名为Cry2的蛋白所介导的，而Cry2已知是昼夜节律调节子，在昼夜节律紊乱的情况下，D-丙氨酸疗法或能改善机体的昼夜节律。通过这些实验，研究人员发现，D-丙氨酸是肾脏中糖原异生过程和昼夜节律钟之间的关联，D-丙氨酸能通过昼夜节律转录网络来激活机体的糖原异生过程。揭示D-丙氨酸和昼夜节律钟之间的关联或许代表了研究人员在理解这些罕见D-丙氨酸功能中迈出的重大一部，而一项令人兴奋的可能性就是与葡萄糖相关的疾病的新型疗法，比如糖尿病、睡眠障碍等。

综上，本文研究结果表明，D-丙氨酸或能诱导肾脏中的糖原异生过程，并能调节机体的昼夜节律钟周期，同时D-丙氨酸对机体生物钟的正常化调节或许能为治疗生活方式相关的疾病和改善轮班工人的生物钟提供新的治疗选择。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Shinsuke Sakai,Youichi Tanaka,Yusuke Tsukamoto, et al. d-Alanine Affects the Circadian Clock to Regulate Glucose Metabolism in Kidney, Kidney360 (2023). DOI:10.34067/KID.0000000000000345