二甲雙胍是治療2型糖尿病最常見的藥物,也是很多患者首選的早期治療方法。說來有點不可思議,二甲雙胍雖然有非常好的降血糖效果,但從1922年誕生到現(xiàn)在,將近100年過去,科學(xué)家們還不完全了解這種藥控制血糖水平的分子基礎(chǔ)。
最近,包括索爾克研究所(Salk Institute)、斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)和威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)院(Weill Cornell Medical College)幾家著名科研機構(gòu)在內(nèi)的科學(xué)家們展開合作,采用新技術(shù)來探索二甲雙胍的作用機理。
研究結(jié)果讓他們出乎意料地發(fā)現(xiàn)了二甲雙胍促進健康的新途徑。共同通訊作者之一、代謝領(lǐng)域?qū)<襌euben Shaw教授說,“這些是我們或任何人都無法想象的途徑”。新發(fā)現(xiàn)也讓科學(xué)家們開始理解,為什么最近有些研究顯示二甲雙胍可以延長壽命。論文發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Cell Reports上。
這項研究中,科學(xué)家們開發(fā)了一種發(fā)現(xiàn)和定量檢測激酶的篩選平臺。激酶是一種蛋白質(zhì),可以把磷酸基轉(zhuǎn)移到不同的分子上,而磷酸基相當(dāng)于調(diào)節(jié)各種細胞過程的關(guān)鍵“開關(guān)”。二甲雙胍可以快速翻轉(zhuǎn)磷酸基,相當(dāng)于撥動細胞內(nèi)生化過程的開關(guān)。
過去,人們只知道二甲雙胍作用于蛋白激酶AMPK。Shaw教授過去的工作發(fā)現(xiàn),在缺乏營養(yǎng)物質(zhì)時,AMPK途徑會阻礙細胞生長并改變新陳代謝。但科學(xué)家們猜測除了AMPK外,二甲雙胍還參與了更多的其他途徑。
▲研究人員得以解碼數(shù)百個可能影響健康衰老的調(diào)節(jié)“開關(guān)”事件(圖片來源:參考資料[2])
根據(jù)基因工程小鼠組織中磷酸化蛋白的富集程度,結(jié)合定量蛋白質(zhì)組學(xué)平臺,研究人員發(fā)現(xiàn),二甲雙胍啟動了許多意想不到的激酶和途徑,其中許多與AMPK無關(guān)。
有一些會被二甲雙胍激活的激酶,例如蛋白激酶D和MAPKAPK2,具體有什么功能人們還不太清楚,但由于已知與細胞應(yīng)激有關(guān),引起了研究人員的關(guān)注。因為此前有一些在模式動物上的研究觀察到,二甲雙胍有延長壽命、延緩衰老的效果,然而機制不明。根據(jù)現(xiàn)在的結(jié)果,研究者猜測,蛋白激酶D和MAPKAPK2可能是提供這些療效的兩個參與者。
▲本研究的圖示(圖片來源:參考資料[1])
“我們從來沒想到過這兩個激酶會與二甲雙胍有任何關(guān)系,這一結(jié)果拓寬了我們對二甲雙胍的理解。”Shawn教授說。“現(xiàn)在最大的問題是,二甲雙胍的哪些作用靶點可以對所有人的健康有益,而不僅僅是2型糖尿病患者。”
目前已經(jīng)有一些大規(guī)模臨床試驗在檢驗二甲雙胍作為延長壽命和健康期的藥物。接下來,研究人員計劃更詳細地檢查他們此次發(fā)現(xiàn)的新信號通路,以便弄清楚二甲雙胍的好處。我們期待后續(xù)的結(jié)果。
參考資料
[1] Benjamin D. Stein et al., (2019) Quantitative In Vivo Proteomics of Metformin Response in Liver Reveals AMPK-Dependent and -Independent Signaling Networks. Cell Reports. DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.10.117
[2] Diabetes drug has unexpected, broad implications for healthy aging. Retrieved Dec. 5, 2019, from https://medicalxpress.com/news/2019-12-diabetes-drug-unexpected-broad-implications.html
原標(biāo)題:“長壽藥”原來離我們這么近?新研究揭示二甲雙胍延長壽命的可能原理
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