Nature最新发现改写生物学的基本规则！一种前所未见的人体调节糖分的机制

WEHI 的研究人员发现了一种前所未见的人体调节糖分的机制，这一发现改写了生物学的基本规则，并开辟了科学的新领域。

该研究发表在 《自然》杂志上，首次揭示了一种可用于直接减少体内储存糖分的潜在治疗方法。  

这些发现可能对患有因血糖过高引起的疾病（包括糖尿病、心脏病和目前尚无治疗方案的一系列罕见疾病）的人们具有临床意义。 

研究摘要：

• WEHI 的研究人员发现，可以利用泛素直接调节储存的糖（糖原）——泛素是一种关键的蛋白质，它能“标记”受损的蛋白质，以便回收或清除。

• 《自然》杂志的这项  研究首次表明泛素可以调节人体内糖原，推翻了 50 年来的科学认知。 

• 该研究团队开发了一种开创性的新方法，由此取得的发现可能为治疗由糖类储存异常引起的疾病（包括心脏病和肝病）以及罕见的糖原贮积症患者开辟新的治疗途径。

当我们食用含糖食物时，我们的身体会将多余的糖转化为糖原，糖原主要储存在肝脏和肌肉中。

几个世纪以来，科学家们一直在研究糖原代谢：这是一条定义明确的途径，一代又一代的生物学和医学学生都会学习。

该研究的共同第一作者David Komander教授表示，该团队的研究为一本此前被认为已经完结的书增添了新的篇章。

“根据我们的发现，生物学书籍很可能需要进行修订，”David Komander教授说道，他同时也是WEHI 泛素信号部门的负责人。

“我们发现了糖原可以直接调节的第二条途径——很可能是按需调节。对于患有因糖原过量引起的疾病的人来说，这是一个令人振奋的突破。” 

糖原贮积症（GSD）是一组罕见的遗传性疾病，患者体内无法正常合成或分解糖原。这类疾病通常缺乏有效的治疗方法。 

糖原过多还与糖尿病、肥胖症、肝病和心脏病等常见疾病有关。这些疾病是由糖原积累引起的。迄今为止，尚无直接攻击糖原分子的疗法。  

“像 Ozempic 这样的令人兴奋的新药正在改变我们控制血糖的方式，这是通过激素调节间接实现的，” Komander 教授说。

“如果不能调节糖原本身，就很难对抗糖原的积累——这是许多疾病的根源。这就是我们研究令人兴奋之处。我们找到了直击源头的方法。”

隐藏的英雄 

泛素是一种蛋白质，它 已知其能附着在蛋白质上，建立强大的控制系统，帮助身体识别需要回收或清除的受损蛋白质。

糖原不是蛋白质，而是一种糖。然而，这项拓展该领域认知的研究表明，泛素也能在动物模型和人类细胞中与糖类结合。

共同第一作者 Simon Cobbold博士表示，他很高兴看到泛素终于获得了应有的认可。

“泛素真是一位默默无闻的英雄，它一直在幕后默默工作，维持着我们的生命，” Cobbold博士说。 

这项突破得益于 NoPro-clipping 技术，这是一项尖端技术，由 Cobbold 博士、Komander 教授和第一作者 Marco Jochem 在过去四年中开发而成。 

这项开创性技术使研究人员能够以前所未有的细节研究泛素，并首次通过 质谱法检测非蛋白质泛素化事件。

“如果没有我们的工具和方法，这一非凡的过程将一直不为人知”。 

“这就是 NoPro 剪切的妙处——它使我们能够研究泛素领域一直以来所忽视的一系列分子。”

博士生Marco Jochem表示，该工具的真正优势在于其多功能性。

他说：“我们不仅可以用它来检测泛素化的糖原，还可以发现泛素化的代谢物，如甘油和亚精胺，这是我们首次在所有细胞中发现的。” 

“我们的发现正在改写生物学和泛素信号传导的基本规则。而且我相信，我们目前所发现的仅仅是冰山一角。”

快速得出结果——研究是如何进行的 

该研究最引人注目的部分是，研究人员使用 NoPro-clipping 技术来观察小鼠在进食和禁食状态下，泛素是如何附着在肝脏内的糖原上的。

他们发现，当小鼠处于禁食状态且需要能量时，其体内糖原水平会下降。 

此外，糖原耗竭期间泛素“标签”的含量增加，这表明糖的泛素化调控着糖原的分解。 

研究结果表明，泛素是糖原代谢中一个令人惊讶的新成分，为人们熟知的“教科书式”生化过程增添了新的层面。 

重要的是，糖泛素标签的动态变化表明存在一种关键的控制功能，可以管理糖原的释放方式和时间。

研究人员还能够增加糖原的泛素化，从而减少细胞中的糖原。 

如果这些发现能够应用于动物和人类，或许就能开发出对抗疾病的新方法。目前，我们正在与投资者进行初步洽谈。