糖的有效利用對(duì)克服低氧應(yīng)激有重要作用

中國科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員康樂研究組研究發(fā)現(xiàn)，胰島素信號(hào)通路調(diào)節(jié)了飛蝗對(duì)低氧的適應(yīng)過程。該項(xiàng)研究發(fā)表于《自然—通訊》上。

生物和人類都可能面對(duì)低氧的脅迫。在高原或特殊環(huán)境生活的生物和人類都發(fā)展出一系列適應(yīng)低氧環(huán)境的對(duì)策，比如提高氧氣的運(yùn)輸效率或增強(qiáng)氧氣的利用效率。腫瘤細(xì)胞也會(huì)造成局部缺氧狀態(tài)。大量的研究證明低氧誘導(dǎo)因子（HIF）和壓力響應(yīng)因子（NF-kB）均參與了生物低氧應(yīng)激和適應(yīng)過程。

飛蝗是世界上分布最廣的昆蟲，在青藏高原形成了一個(gè)特定的種群，在大約九萬年前與平原種群產(chǎn)生了分化。西藏飛蝗的體型明顯變小，在雅魯藏布江河谷形成穩(wěn)定種群?？禈费芯繄F(tuán)隊(duì)通過全基因組重測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一個(gè)抑制胰島素受體活性的磷酸酶（PTP1B）編碼基因PTPN1在高原種群中發(fā)生突變并顯示正向選擇效應(yīng)。該酶通過對(duì)胰島素受體去磷酸化來抑制胰島素通路的生化過程。

平原飛蝗低氧處理后該酶的活性增強(qiáng)，從而加強(qiáng)了對(duì)胰島素通路的抑制，進(jìn)而產(chǎn)生低氧應(yīng)激反應(yīng)。相反，西藏飛蝗體內(nèi)該酶蛋白突變導(dǎo)致個(gè)體能保持相對(duì)穩(wěn)定的胰島素通路活性，使糖代謝保持在正常水平，從而適應(yīng)高原缺氧狀態(tài)。這啟發(fā)我們應(yīng)對(duì)低氧應(yīng)激反應(yīng)也可通過調(diào)整血糖的利用和代謝來克服高原反應(yīng)。這項(xiàng)研究也對(duì)低氧相關(guān)的疾病，如肥胖導(dǎo)致的胰島素抵抗、Ⅱ型糖尿病的治療、腫瘤化療處理等提供了借鑒和參考。