Cell子刊突破：胰島素的驚人效應

　　來自澳大利亞的科學家們以前所未有的細節，精確地繪制出了胰島素在細胞中的作用路徑圖。從而為了解糖尿病中的異常提供了一張綜合性藍圖。來自悉尼Garvan醫學研究所的Sean Humphrey和David James教授將這一突破性的研究在線發表在著名的《細胞代謝》(Cell Metabolism)雜志上。

　　胰島素于1921年被首次發現，由于它能夠幫助我們降低餐后血糖，確保血糖進入細胞中，在機體內起著非常重要的作用。盡管科學家們已在廣泛水平上了解了胰島素的功能，然而直到現在他們都還在努力了解胰島素完成自身任務的確切機制。

　　稱作質譜儀的最新分析設備現在為我們提供了一直以來缺少的一種工具，利用它，人們可以觀測存在于人體單個細胞中的極其復雜的分子迷宮。

　　這些強大的設備開啟了一個稱之為“蛋白質組學”的新領域，大規模地對蛋白質展開研究。蛋白質是細胞的工作部件，利用能量蛋白質參與完成如肌肉收縮、心跳甚至記憶等所有基本功能。

　　每個細胞中都包含有10,000-12,000個蛋白質類型，每種類型的蛋白質都有多個拷貝，它們利用各種方法彼此溝通，最常見的一種方法就是“磷酸化”作用。磷酸分子被特異地添加到蛋白質上以傳遞信息，或是改變蛋白質功能。

　　一個細胞中每種蛋白質類型都有多達20個潛在“磷酸化位點”，這使得一段時間內的細胞狀態就有可能達到數十億種。

　　作者們發現5,705種不同蛋白質上的37,248個磷酸化位點，其中15%響應胰島素發生了改變。

　　“直至這項研究，我們才真正了解胰島素調控的規模和復雜性，”實驗室負責人David James說。

　　“胰腺在我們攝食之后分泌胰島素，它進入到細胞中，啟動一連串蛋白質磷酸化，準確地說是數百萬的相互作用，一些是瞬時的，一些經歷數分鐘或數小時。這一過程如此地精細和復雜，同時它的范圍又是如此的巨大，這真是令人感到驚訝。”

　　Sean Humphrey利用質譜法，發現了1,500個響應胰島素的磷酸化位點，并將這一過程描述為“大開眼界”。

　　“當你考慮到磷酸化只是一種信號傳導類型，還有乙酰化、甲基化和其他形式時，你會開始了解我們所面對的復雜性，”他說。

　　除了編寫脂肪細胞磷酸化蛋白質組目錄，作者們還發現了一種稱作為SIN1的蛋白的新調控機制，這是我們了解胰島素信號傳導過程中所發生的一連串事件的關鍵。他們描述了SIN1影響細胞內其他的有影響的蛋白，尤其是Akt蛋白的機制。

　　“Sean的研究闡明了細胞內一個最重要的調控因子——Akt蛋白自身受到調控的機制，”James教授說。

　　“Akt不僅在糖尿病中發揮作用，而且在癌癥和其他疾病中起作用，發現SIN1磷酸讓我們了解了Akt在細胞中實際的功能機制。”

　　“利用這些大型技術，我們在新的水平上了解了從前未預料到的人類生物學。沒有質譜儀，我們就不可能發現SIN1磷酸化在整個胰島素信號傳導過程中的重要性。”

　　“并且它為我們提供了一個重要的經驗，利用這一技術能使我們獲得關于細胞和自身調控機制的新發現。”