糖的有效利用對克服低氧應激有重要作用

中國科學院動物研究所研究員康樂研究組研究發現，胰島素信號通路調節了飛蝗對低氧的適應過程。該項研究發表于《自然—通訊》上。

生物和人類都可能面對低氧的脅迫。在高原或特殊環境生活的生物和人類都發展出一系列適應低氧環境的對策，比如提高氧氣的運輸效率或增強氧氣的利用效率。腫瘤細胞也會造成局部缺氧狀態。大量的研究證明低氧誘導因子（HIF）和壓力響應因子（NF-kB）均參與了生物低氧應激和適應過程。

飛蝗是世界上分布最廣的昆蟲，在青藏高原形成了一個特定的種群，在大約九萬年前與平原種群產生了分化。西藏飛蝗的體型明顯變小，在雅魯藏布江河谷形成穩定種群。康樂研究團隊通過全基因組重測序結果發現，一個抑制胰島素受體活性的磷酸酶（PTP1B）編碼基因PTPN1在高原種群中發生突變并顯示正向選擇效應。該酶通過對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，從而加強了對胰島素通路的抑制，進而產生低氧應激反應。相反，西藏飛蝗體內該酶蛋白突變導致個體能保持相對穩定的胰島素通路活性，使糖代謝保持在正常水平，從而適應高原缺氧狀態。這啟發我們應對低氧應激反應也可通過調整血糖的利用和代謝來克服高原反應。這項研究也對低氧相關的疾病，如肥胖導致的胰島素抵抗、Ⅱ型糖尿病的治療、腫瘤化療處理等提供了借鑒和參考。