作者:宋保亮等 来源:《自然》 发布时间:2020/11/13 10:33:20
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科学家揭示胆固醇合成调控新机制

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进食后胰岛素和葡萄糖通过mTORC1-USP20-HMGCR通路上调胆固醇合成

11月11日,武汉大学生命科学学院教授宋保亮课题组在《自然》上发表论文《进食通过mTORC1-USP20-HMGCR通路诱导胆固醇合成》,揭示了进食诱导胆固醇合成增加的调控机制。这项研究有助于认识人体胆固醇代谢的规律,并为治疗高脂血症、肥胖、脂肪肝和糖尿病等代谢性疾病奠定基础。

胆固醇是细胞膜的关键组成成分,但浓度过高容易导致心脑血管疾病。人体可以从肉、蛋等食物中摄取胆固醇,然而,在以碳水化合物为主要食物的情况下,胆固醇主要依赖自身合成。胆固醇合成需要消耗很多营养与能量,因此经过长期进化,哺乳动物只在进食后才明显上调胆固醇合成,而在饥饿状态下则抑制合成,这其中的调控机制一直不为人知。

宋保亮课题组研究发现,胆固醇合成途径中的限速酶——羟甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGCR)在进食后显著上调。他们利用巧妙设计的体外生化实验结合表达筛选和动物模型,证明进食后升高的葡萄糖和胰岛素导致USP20蛋白磷酸化修饰,后者稳定HMGCR,促使机体将吸收的营养物质转变为胆固醇,供生命活动所必需。

随后,研究人员发现,在长期高糖高脂饮食条件下,抑制USP20活性,可以显著降低胆固醇、甘油三酯水平,减轻体重、降低体脂及提高胰岛素敏感性;抑制USP20后还会引起琥珀酸增多,增加产热。而这些代谢指标的改善均有助于治疗相关代谢性疾病。

据悉,武汉大学生命科学学院博士研究生芦小艺、副教授史熊杰、博士研究生胡傲和王菊琼为论文共同第一作者,宋保亮为通讯作者。武汉大学生命科学学院博士研究生丁一、博士蒋威、博士研究生孙铭、副教授赵晓璐和罗婕,以及上海科技大学戚炜教授为共同作者。(来源:中国科学报 温才妃)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2928-y

 
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