2008-07-25

晝夜節律與新陳代謝之間的關連找到了

Circadian rhythm-metabolism link discovered
http://www.physorg.com/news136122147.html

July 24, 2008

UC Irvine 研究者發現了晝夜節律(circadian rhythms)-- 我們身體自己的時鐘 -- 與新陳代謝之間一種分子的關連。這項發現為糖尿病、肥胖與其他相關疾病的治療揭示新的可能性。

Paolo Sassone-Corsi,特聘教授與藥理系主任,與其同僚確認一種不可或缺的蛋白質,稱為 CLOCK(那控管身體的晝夜節律),與另一種稱為 SIRT1 的蛋白質(那調控一個細胞使用多少能量)平衡作用。

"這種相互作用對於人類疾病與老化有著深遠的影響,而且它很可能為適當的新陳代謝所需," Sassone-Corsi 說,世上晝夜節律的領導研究者之一。這項研究出現在 7/25 當期的 Cell 上。

24 小時的晝夜節律幾乎主宰所有生物的基本生理功能。這種生理時鐘(circadian clock,晝夜時鐘)是我們身體中一種固有的時間追蹤系統,能夠預期環境變化並調整它們自己以適合一日的時間。

這些節律的擾亂能深刻地影響人類健康,而且已經關連至代謝失調、失眠、憂鬱、冠狀動脈心臟疾病以及癌症。

據估計,我們的基因多達 15% 受這些生理時鐘所調控。Sassone-Corsi 在 2006 年確認 CLOCK 蛋白是這種晝夜機械一種必要的分子齒輪。

現在,他與他的同僚證明,SIRT1 這種蛋白質能夠抵消(counterbalances,平衡、補償)CLOCK 的功能。即便 SIRT1 的功能與 CLOCK 的不同,這二種蛋白還是能交互作用,創造出一種結合(bond),那在細胞中受到細緻地控管。

SIRT1 感覺到細胞中的能量水準;其活動是由「一個細胞消耗多少營養物」所調整。它亦幫助細胞抵抗氧化的與輻射所誘發的壓力,而且為了這種理由,已知 SIRT1 協助控制老化過程。

CLOCK 與 SIRT1 都是外基因組(epigenome,外基因體)的一部份,那由蛋白質所構成,其存在與細胞的 DNA 有關,那接受(take)外部環境因子,並使細胞基因的表現有所不同,即使如此這些基因在結構上並無改變。(譯註:外遺傳)

"當這兩種極其重要的蛋白質之間的平衡被傾覆時,正常的細胞機能就被迫中斷," Sassone-Corsi 說。"因為這二種酵素所扮演的角色,我們睡眠模式或我們飲食中的改變能直接被「翻譯」成我們的細胞如何起作用。"

這些發現也指出,適當的睡眠與飲食能幫忙維持或重建 CLOCK-SIRT1 均衡,而也許能協助解釋「缺乏適當的休息或我們正常睡眠模式中的混亂為何會增加食慾」,那會導致肥胖以及相關疾病,而且能加速老化過程。

CLOCK 與 SIRT1 之間的特殊交互作用也能夠導致以促進健康新陳代謝為目的之藥物開發,也因此幫助解決主要的社會與醫學問題,諸如糖尿病與肥胖。

※ 還有一篇 Asher 等人所發表的論文,描述 SIRT1 如何調控生理時鐘的基因表現。

* The NAD+-Dependent Deacetylase SIRT1 Modulates CLOCK-Mediated Chromatin Remodeling and Circadian Control
http://www.cell.com/content/article/abstract?uid=PIIS0092867408008799

Yasukazu Nakahata, Milota Kaluzova, Benedetto Grimaldi,
Saurabh Sahar, Jun Hirayama, Danica Chen,
Leonard P. Guarente, and Paolo Sassone-Corsi
Cell, Vol 134, 329-340, 25 July 2008
* SIRT1 Regulates Circadian Clock Gene Expression through PER2 Deacetylation
http://www.cell.com/content/article/abstract?uid=PIIS0092867408008374

Gad Asher, David Gatfield, Markus Stratmann, Hans Reinke,
Charna Dibner, Florian Kreppel, Raul Mostoslavsky,
Frederick W. Alt, and Ueli Schibler
Cell, Vol 134, 317-328, 25 July 2008
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1 則留言:

fsj 提到...

吞神奇藥丸 「坐」收運動「肌」效

中時電子報╱閻紀宇 2008.08.02

懶骨頭有福了,與其運動得汗流浹背,不如輕鬆吞一顆小藥丸,就能達到相同效果。美國加州「沙克生物學研究中心」(Salk Institute)在小鼠實驗中發現,名為「AICAR」的藥物可協助人體不需運動就達到健身目的。另一種藥物「GW1516」可讓運動效果事半功倍。

該研究由「沙克生物學研究中心」羅納德.伊凡斯教授領導,論文刊於《細胞》(Cell)期刊網路版(www.cell.com/content/article/fulltext?uid=PIIS0092867408008386)。

AICAR與GW1516這兩種口服藥物還未進行人體臨床試驗,但伊凡斯指出,人類與小鼠調控肌肉功能的基因相同,因此有理由相信人體也能受惠。AICAR與GW1516先前都是針對其他疾病研發,且未上市。

伊凡斯四年前在基因改造小鼠實驗中發現,調節脂肪細胞基因表現和分化的蛋白質「PPARδ」如果長期處於活化狀態,能讓普通小鼠變成不知疲累為何物的馬拉松健將:體能驚人、怎麼吃都不會胖、血液中脂肪酸與血糖濃度都很低。但若要藉基因改造達到此種效果,可行性不高,因此伊凡斯轉而探討有無藥物可直接活化PPARδ。

懶骨頭不運動 也能成肌肉型

首先入選的是GW1516,但服藥小鼠仍需配合運動才能增強體力,顯示還有一種細胞訊息傳導路徑協同作用。而這條路徑的主角是「磷酸腺苷活化蛋白激酶」(AMPK),作用猶如細胞的油量表,促進細胞製造生物能量來源「三磷酸腺苷」(ATP),AICAR正可以活化AMPK,進而讓PPARδ的功能發揮得淋漓盡致。研究人員先讓小鼠服用GW1516,搭配每天五十分鐘的跑步機訓練,四周後發現牠們的體能增進七七%。另一批小鼠服用AICAR,但成天遊手好閒,四周後也有體能增進四四%的佳績。

未來AICAR如果通過人體臨床試驗,不僅是懶人福音,讓「沙發馬鈴薯」變成肌肉型男勁女,「坐」收運動的種種好處,還可以造福因年老或傷病而不便運動的病患,並且運用於糖尿病、肥胖、代謝失調及多種肌肉疾病的治療。

※ 人體很複雜,還是運動最實在。

* Exercise in a Pill
http://www.physorg.com/news136736592.html

研究者培育出威力鼠