GLUT4在調控骨骼肌葡萄糖轉運中的作用研究進展

王璐 傅力

天津醫科大學醫學技術學院康復醫學系（天津300070）

葡萄糖是維持肌肉收縮的重要能量來源，機體葡萄糖代謝穩態的維持對于人體健康至關重要。上世紀20年代至30年代，諸多應用生理學研究均證實葡萄糖作為人類耐力運動能源的重要意義以及與低血糖和疲勞之間的關聯性[1]。葡萄糖轉運體包括以主動方式進行逆轉運的鈉-葡萄糖轉運蛋白（sodium glucose cotransporter，SGLT）和以易化擴散方式進行轉運的葡萄糖轉運蛋白（glucose transporter，GLUT）[2]兩類。GLUT4作為葡萄糖轉運體家族的成員，含有12個跨膜結構蛋白[3]，能夠轉移并定位在細胞膜上進而促進葡萄糖的吸收，在骨骼肌葡萄糖轉運和代謝過程中發揮重要作用[4]。因此，深入探究GLUT4對骨骼肌細胞葡萄糖轉運進行調控的潛在機制將有助于為今后胰島素抵抗、糖尿病等疾病的治療提供新思路。

1 運動刺激骨骼肌GLUT4轉位的潛在機制

1.1 TBC1D1/4與GLUT4轉位

TBC1D1（Tre-2/BUB2/cdc1 domain family 1）和TBC1D4（Akt Substrate of 160 kDa，AS160）都是存在于骨骼肌細胞內的GTP 酶激活蛋白（Rab-GTPase activating proteins，Rab-GAP）。TBC1D1/4 具有一些相同的重要特征，如：一個鈣調蛋白結合域（calmodulin-binding domain，CBD）和兩個磷酸酪氨酸結合域（phosphotyrosine-binding domains，PTB）。目前研究顯示：有氧運動通過激活一磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）使TBC1D1，TBC1D4 發生磷酸化，進而促使GLUT4 囊泡從胞漿轉移至細胞膜上，促進骨骼肌細胞對葡萄糖轉運和攝取[5]。另一方面，TBC1D1/4也可通過調節AMPK 對GLUT4 和葡萄糖的轉運作用產生影響[6]。需要注意的是，在小鼠及人類骨骼肌細胞，有氧運動通過不同的AMPK三聚體促使TBC1D1/4磷酸化——對TBC1D1發揮磷酸化作用的是AMPKα2/β2/γ3三聚體[7]；對TBC1D4發揮磷酸化作用的是AMPKα2/β2/γ1三聚體[8]。

在有氧運動狀態下，骨骼肌細胞TBC1D1/4被認為是以相同的方式作用于GLUT4 囊泡，進而調控骨骼肌葡萄糖轉運。……