到九宮格會議室
鳥類均勻血糖濃度達18.4毫摩爾每升,而人類正常空肚血糖僅為3.9至6.1毫摩爾每升。早在1893年,德國醫學家奧斯卡·閔科夫斯基等人發現,鳥類血糖明顯高于其他脊椎動物,但學界始“等你死了,你表哥可以做我媽,我要表哥做我媽,我不要你做我媽。”終未能闡明這種高血糖的分子機制。
近日,四川年夜學華西醫院傳授鄧成等人,創新性提出鳥類GCGR(胰高血糖素受體)永教學場地動機分子模子,提醒了鳥類高血糖的心理適應機制。相關結果發表于《天然》。
鳥類特別的“水龍頭”
在人體中,GCGR好像“開關”,負責讓肝臟釋放葡萄糖,是血糖調節的主要一環。
凡是情況下,人覺得饑餓時,血糖會下降,胰高血糖素就會發出信號讓GCGR“打開”,促使血糖上升。假如血糖降低,胰島素則像“抽水泵”把多余糖抽回,使血糖降落。這樣一來,人體的血糖程度就被調控在一個相對穩定的范圍。
這個以GCGR受體家族為焦點的雙向調控機制在動物身上同樣適用,但分歧物種因進化需求會產生適應性分化。
脊椎動物中,GCGR受體家族基因堅持著較高的序列類似性和效能守舊性。其血糖程度通過特定機制獲得精細調控,維持穩態,只是這一穩態被鳥類打破了。
為探討鳥類血糖濃度較高的緣由,鄧成研討了與血糖調控親密相瑜伽場地關的GCGR,發現鳥類的GCGR具有組成型活性。
假如GCGR似“開關”,那組成型活性就是一種“打開的狀態最後,當他喝完酒禮被趕出新房招待客人的時候,他就有了捨不得離開的念頭。他覺得……他不知道自己該有什麼感覺了。”,組成型活性GCGR就如一個“一向出水的水龍頭”。就算沒有胰高血糖素進一個步驟“擰開”,也會一向讓“水箱”普通的肝臟釋縮小量葡萄糖。
而人類的GCGR幾乎沒有這種組成型活性,凡是處于“關閉”狀態1對1教學,待被胰高血糖素激活后才會“任務”。
為解釋這一發現,鄧成團隊從分子進化的角度出發,沿著脊椎動物進化樹對一切有基因組注釋的魚類、兩棲類、匍匐類、鳥類和哺乳類動物的GCGR進行了大量量體外效能篩選。
“我們想從脊椎動物整個進化歷程上往表征GCGR有怎樣的變化,這也是該研討凸起的意義之一。”團隊成員、博士生張暢告訴《中國科學報》,從結果看,非哺乳類脊椎動物的GCGR呈組成型活性,非胎盤類哺乳動物的GCGR呈弱組成型活性,而這一特征在胎盤類哺乳動物中完整消散。
但新的問題又出現了。從進化上看,比鳥類更早出現的非哺乳類脊椎動物,如魚類和兩棲1對1教學類的GCGR呈組成型活性,為何它們卻不像鳥類一樣血糖高呢?
在對各類脊椎動物GCGR在肝臟中的表達進行檢測后,研討人員終于找到了緣由。
肝臟中的組交流成型活性GCCR表達程度高,比如在“水箱”上安裝大批“打開的水龍頭”,“出水”速率快、效力高。而非組成型活性GCGR即便表達較高,依然需求胰高血糖素或胰島素“擰開或關閉水龍頭”,精準調節哺乳動物血糖程度。
結果顯示,鳥類的GCGR在肝臟中具有高表達程度,胎盤類哺乳動物的肝臟GCGR程度也較高。比擬之下,絕年夜多數非哺乳類脊椎動物肝臟中的GCGR表達較低。
可見,鳥類的“水龍頭”不私密空間僅不斷“出水”,量還良多,所以普通情況下血糖程度較高。這一系列研討完全解釋了鳥類為何血糖程度較高的緣由。
飛行爆發的“能量池”
研討團隊基于鳥類GCGR的組成型活性特征,系統解會議室出租析了其在糖、脂及能量代謝中的分子調控機制。同時,他們應用基因編輯技術,在斑馬魚、鬃獅蜥、豹紋守宮、雞、白腰文鳥、皋比鸚鵡和小鼠等多種脊椎動物中,敲低或過表達組成型活性GCGR,證實高表達可進步血糖程度并調節糖脂代謝。
通過間接熱量測量法,團隊發現組成型活性GCGR能進步小鼠基礎代謝率,進一個步驟支撐了GCGR在能量代謝中的感化。此外,他們還開創性地對皋比鸚鵡肝臟進行單細胞核RNA測序,并完成細胞注釋。經跨物種單細胞數據比對,再次證實鳥類肝細胞中GCGR表達量最高。
依托實驗結果,鄧成團隊作了進一個步驟思慮。
“先前研討指出,雞往會議室出租往只能短距離飛行,糖是支撐其疾速騰空的重要來源。”張暢解釋,對于短期高強度活舞蹈場地動,包含運動員起跑,身體里都會優先調用糖原敏捷供能。所以鳥類通過組成型活性1對1教學GCGR維持的高血糖,為飛行爆發階段疾速供給能量。
從生態學上看,耐力飛行過程中,鳥類依賴高能量密度的脂質。研討團隊大批的實驗數據剛好證實了鳥類肝臟中高表達的組成型活性GCGR會促進脂質代謝,即調用脂肪進行能量供應。
為適應高能耗的飛行過程,鳥類還進步了基礎代謝率。研討團隊判斷,這平生理變化與GCGR的組成型活性調控親密關聯。
由此,研討團隊提出假說:鳥類GCGR的高表達和組成性活性的結合,能夠促進了其飛行適應進化。畢竟,脊椎動物中除了蜜袋鼯會教學場地短暫滑翔飛行外,只要鳥類具備較好的飛行才能,甚至是長途遷徙。同時,只要鳥類具備高表達程度的高組成型活性GCGR,且能對糖脂代謝以及能量代交流謝進行調控。
“當然這不是獨一決定原因,鳥類飛行進化是一個復私密空間雜的科學問題,仍需大批的研討。”張暢說。
有興趣思個人空間的是,團隊通過家雞育種實驗發現在其Gcgr的啟動子區域存在一個點突變(eSNP),會導致基因轉錄程度降落,具有該點突變的雞表現出體重增添、血糖下降。這或許是經過人類長期馴化、育種后的家雞飛行才能被克制的遺傳原因之一。
此外,張暢提到,基于已有研討,從心理表象上看,鳥類似乎很少出現糖尿病病癥。“但由于對鳥類糖尿病研討較少,相關檢測機制并不完美,所以不克不及完整得出‘鳥類雖血糖高,卻少患糖尿病’的結論。”至于是不是鳥類GCGR促進的高代謝,讓其不易患糖尿病,更需進一個步驟探討。
為血糖調節供給新視角
鄧成的研討任務一向圍繞著一個概念——達爾文醫學,即從生物進化規家教律角度解釋人類疾病成個人空間因和機制。
他舉例,國外學者曾在研討毒蜥蜴的過程中發現,希拉毒蜥一頓可以吃下相當于本身體重一半的年夜餐,卻不會發胖,這是因為其唾液中的成分Exen私密空間din-4起到主要感化。后來,Exendin-4成為第一代GLP-1(胰高血糖素樣肽-小樹屋1)類藥物,用于人類2型糖尿病的輔助治療。
而鳥類高血糖現象獨特徵研討,為血糖調節供給了新思緒——血糖程度不僅由胰島素和胰高血糖素把持,還與GCGR的組成型活性親密瑜伽場地相關。
在廣泛篩選生物醫學數據時,研討人員發現,人類GCGR存在舞蹈教室一會議室出租個天然點突變,具有較弱的組成型小樹屋活性。當研討人員將突變體基因導進小鼠基因組,使其在肝臟中大批表達后,小鼠同樣出現了共享空間鳥類表型:高血糖、輕體重。這一發現,或許能為人類糖尿病的藥物研發或代謝調控研討供給潛在靶點。
“但今朝只找到了這一個點突變,我們還在繼續篩選。”張暢流露。
為深刻清楚GCGR調控的分子機制,鄧成團隊還做了大批體外體內實驗。“從多物種睡不著覺。飼養條件、打針方式到取樣,我們在一次次的掉敗中不斷積累經驗,確定最佳實驗條件,最終獲得瑜伽場地穩定且可重復的實驗結果。”
張暢對此深有感觸,以前實驗動物多為幾類的,她為女兒服務,女兒卻眼睜睜共享空間地看著她受罰,一句話也不說就被打死舞蹈場地了,女兒會下場現在,這都是報應。”她苦笑著。固定的形式動物,但此次研討涵蓋了大批脊椎動物物種的觀察、剖解。脊椎動物內部組織結構和普通的哺乳動物差異較年夜,可參考的學術資料較少,所以耗費了團隊大批的時間往學習、探索。
這一過程,讓鄧成和團隊成員體會到科學摸索個人空間途徑的漫長,但他們深感值得。而探討鳥類高血糖機制的全新篇章,也已正式開啟。
相關論文信個人空間息:
https://doi.org/10.1038/s41586-025-08811-8
《中國科學報》(2025-03-21 第1版 要聞)