我們都知道飯前餓或飯后呆滯是什么感覺;這兩種感覺都與血糖水平有關(guān)，血糖水平由體內(nèi)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仔細(xì)調(diào)節(jié)?，F(xiàn)在，來自的研究人員已經(jīng)確定，依賴于編碼轉(zhuǎn)錄因子 KLF15 的基因的肝臟特異性轉(zhuǎn)錄物的單一途徑調(diào)節(jié)大量營(yíng)養(yǎng)素代謝以響應(yīng)胰島素水平以維持這種微妙的平衡。

在本月發(fā)表在iScience 上的一項(xiàng)研究中，筑波大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn) FoxO-KLF15 軸調(diào)節(jié)肝臟中大量營(yíng)養(yǎng)素的代謝，以響應(yīng)胰島素水平的變化。

身體可以使用蛋白質(zhì)、糖和脂肪作為能量來源，通常這三種卡路里來源，被稱為“宏量營(yíng)養(yǎng)素”，是從食物中獲得的。然而，蛋白質(zhì)也可以轉(zhuǎn)化為碳水化合物，如果需要，碳水化合物可以在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為脂肪：在禁食狀態(tài)下，葡萄糖是通過分解肌肉蛋白質(zhì)產(chǎn)生的，而餐后多余的葡萄糖會(huì)轉(zhuǎn)化為脂肪進(jìn)行儲(chǔ)存。

“能量形式之間的轉(zhuǎn)換受到肝臟的嚴(yán)格調(diào)節(jié)，因?yàn)樗菃蜗虻?，?dòng)物不能反向轉(zhuǎn)換能量形式，”該研究的通訊作者 Naoya Yahagi 副教授解釋說。“我們之前表明 KLF15 在肝臟的營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)過程中起著至關(guān)重要的作用，因此我們想研究 KLF15 本身是如何受到調(diào)節(jié)的。”

為此，研究人員探索了空腹和進(jìn)食狀態(tài)下 Klf15 基因的結(jié)構(gòu)以及與其相互作用的因素。

“結(jié)果表明 KLF15 基因編碼多個(gè)轉(zhuǎn)錄本，其中一個(gè)在肝臟中特異性表達(dá)。此外，KLF15 啟動(dòng)子區(qū)域包含兩個(gè)位點(diǎn)，這些位點(diǎn)由兩個(gè)名為 FoxO1 和 FoxO3a 的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)合以促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄，”該研究的第一作者竹內(nèi)義典助理教授說。

這兩個(gè)調(diào)節(jié)因子與 KLF15 啟動(dòng)子的結(jié)合取決于營(yíng)養(yǎng)狀況：在禁食狀態(tài)下，它們結(jié)合并激活 KLF15 的轉(zhuǎn)錄，而在進(jìn)食狀態(tài)下，KLF15 及其下游因子的表達(dá)降低。重要的是，這些 KLF15 靶基因之一是 Srebf1c，它編碼脂肪生成的主要調(diào)節(jié)因子。禁食期間，F(xiàn)oxO-KLF15通路促進(jìn)蛋白質(zhì)向碳水化合物的轉(zhuǎn)化，阻止碳水化合物向脂肪的轉(zhuǎn)化。相比之下，進(jìn)食后，升高的血液胰島素水平會(huì)誘導(dǎo) FoxOs 磷酸化，從而關(guān)閉 FoxO-KLF15 通路，停止碳水化合物的產(chǎn)生并激活脂肪的產(chǎn)生。

“我們的研究首次表明，胰島素不僅通過轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)葡萄糖和脂質(zhì)代謝，還調(diào)節(jié)氨基酸代謝，”Yahagi 說。“這意味著轉(zhuǎn)錄調(diào)控對(duì)于控制由 FoxO-KLF15 通路調(diào)節(jié)的所有三種常量營(yíng)養(yǎng)素之間的代謝流非常重要。”