肥胖如何影响胰岛素生产？研究人员正在揭示ERK通路的新阶段。
东北大学医学院的研究人员揭示了肝脏ERK通路中一个关键的主要步骤，该步骤导致胰岛素生产增加。虽然他们之前的工作集中在肝脏到胰腺的信号通路方面，但本次研究显示了一个更早的步骤，该步骤在结肠发炎时开始——由肥胖触发。当前的研究揭示了胃肠道在调节葡萄糖稳态方面的新角色。
胰岛素是由胰腺中的β细胞产生的激素。你可以把胰岛素看作是一把钥匙，可以解锁细胞，让葡萄糖从血液中进入，以便作为能量使用。然而，肥胖个体可能会变得对胰岛素抵抗，这使得胰腺分泌更多的胰岛素以试图跟上。这通过一个起源于肝脏ERK通路的器官间神经信号传递发生。由于肥胖与糖尿病发作之间的密切关系，深入了解这一通路有助于开发新的治疗或预防这种状态的方法。
“本研究的目标是明确肥胖如何触发这一级联反应，”东大研究员今井淳田（Junta Imai）说。“我们推测这与结肠的炎症有关，因为促炎因子可以在肝脏ERK通路中起到兴奋作用。”
研究人员开发了一系列详尽的实验，以确定由于肥胖引起的结肠炎症是否会影响肝脏ERK通路。首先，研究小组分析了没有肥胖的老鼠，这些老鼠被给予了一种药物以引起结肠炎症。结果，他们发现，仅仅引发结肠炎症就激活了肝脏中的ERK通路，刺激了神经继发途径，即使在没有肥胖的老鼠中也增加了β细胞的数量。接下来，通过分析因高热量饮食而诱导肥胖的老鼠的结肠，发现这些肥胖老鼠中发生了结肠炎症，同时伴随肝脏ERK通路的激活和β细胞的增加。
“一个令人兴奋的发现是，当我们试图通过降低结肠炎症来治疗肥胖的老鼠时，实际上阻止了肝脏中ERK通路的激活，”今井解释说。“尽管老鼠仍然肥胖，但针对结肠炎症正是改变ERK通路所需的。”
这项研究揭示了通路中的一个缺失环节，确定肝脏通过结肠炎症感知肥胖状态，并且结肠炎症作为肥胖发展过程中β细胞增殖的第一个触发因素。这些成果将推动对β细胞增殖机制的理解，以维持正常的血糖水平。此外，预计这项研究可能有助于推进糖尿病治疗和预防方法的发展。
这些发现于2025年5月8日发表在《JCI Insight》上。
本研究获得了日本学术振兴会 (JSPS) KAKENHI 科学研究补助金 (23K24383, 22K19303, 20H05694) 的支持；日本科学技术机构 (JST)、Moonshot R&D (JPMJMS2023)；以及日本医学研究和开发机构 (AMED)、AMED-PRIME (21gm6210002h0004) 的支持。
