Science Advances：发现α-酮戊二酸调控动物糖代谢的表观遗传机制

华南农业大学动物科学学院江青艳教授和束刚教授课题组以岭南现代农业科学与技术广东省实验室/广东省动物营养调控重点实验室为第一单位，在国际主流学术期刊Science Advances在线发表了题为“α-Ketoglutaric acid ameliorates hyperglycemia in diabetes by inhibiting hepatic gluconeogenesis via serpina1e signaling”的研究论文（论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn2879），初步揭示了α-酮戊二酸调控动物肝脏糖代谢的分子机制。该论文的通讯作者为束刚教授和江青艳教授，第一作者为我校博士后袁业现、朱灿俊副教授和西北农林科技大学王永亮副教授，此论文得到美国伊利诺伊大学芝加哥分校医学系内分泌科助理教授徐平稳的帮助。

 

肝脏是营养物质代谢转化的枢纽。肝脏糖脂代谢不仅与人类肥胖和糖尿病等疾病密切相关，而且还直接决定了畜禽营养物质的利用效率。葡萄糖是糖在血液中的运输形式，在机体糖代谢中占据主要地位;糖原是葡萄糖的多聚体,包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等，是糖在体内的储存形式。葡萄糖与糖原都能在体内氧化提供能量。食物中的糖是机体中糖的主要来源，被人体摄入经消化成单糖吸收后，经血液运输到各组织细胞进行合成代谢和分解代谢。机体内糖的代谢途径主要有葡萄糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、多元醇途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他己糖代谢等。

 

本文研究发现α-酮戊二酸主要通过抑制肝脏糖异生，降低生糖氨基酸向葡萄糖的转化。运用转录组学、表观遗传学和葡萄糖钳夹等技术研究还发现，α-酮戊二酸主要通过JMJD3抑制serpina1e基因启动子区域H3K27甲基化水平，进而促进serpina1e基因表达，调控肝脏糖异生关键酶表达和活性。该研究对于采用代谢中间产物调控畜禽能量摄入、营养素代谢和饲料利用效率具有重要的参考价值，同时也对临床代谢相关疾病的营养干预方案提供借鉴。