研究发明胰岛素敏感性与细胞动力工厂有关：线粒体爆发突变的小鼠寿命更长，脂肪更少

Science Daily 2013年1月28日：若是在小鼠身上的新研究发明具有启示性的话，那么就可以调适细胞的动力工厂即线粒体的某一特征来增添胰岛素敏感性，镌汰体重和脂肪含量甚至是延伸寿命。就该目的举行的探索未来有望为II型糖尿病治疗提供新疗法。II型糖尿病是一种内渗透系统疾病，影响着美国8%的人群。并且该研究还批注有望为朽迈的生物学研究提供新的研究思绪。

该研究揭晓在美国实验生物学会团结会杂志（The FASEB Journal）上，作者是来自美国犹他州康健科学中心的圣安东尼奥医学院和高校寿命朽迈研究Barshop研究所。他们发明小鼠体内加入线粒体功效的一卵白质复合物活性降低与其康健情形改变具有关联性：该组小鼠的平均寿命延伸了20%。

悖论
“这是一个意想不到的发明，一样平常都会以为能使线粒体功效削弱的就会引起破损作用，可是我们却发明了寿命增添和有益的代谢效果，”该研究的主要作者、医学院细胞和结构生物学研究副教授Deepa Sathyaseelan博士说。

“最主要的一点是我们发明小鼠的体重和脂肪含量都镌汰了，” Sathyaseelan博士说，“脂肪含量的镌汰是由脂肪使用率增添引起的。”

脂肪使用率
线粒体天生ATP能量，用于支持包括呼吸和思索在内的种种生命功效。别的，细胞动力工厂是脂肪使用的一个主要场合，该研究的资深作者，细胞结构生物学教授Holly Van Remmen博士说。 脂肪组织是施展着多种功效的一种内渗透器官，使其在体内坚持合适的比例很主要，过多或过少的脂肪含量都是有害的。

科学家们还发明与比照组相比，爆发突变的小鼠天生更多的新线粒体。这点很主要由于细胞是在一直地举行自我重修，包括线粒体修复。

与朽迈的关系
线粒体功效障碍随着年岁的增添而爆发，与多种朽迈相关疾病有关，如II型糖尿病，心脏病和癌症。Sathyaseelan博士说该研究“为研究线粒体怎样调理胰岛素敏感性提供了新思绪，代表着糖尿病研究迈出了主要的一步。

II型糖尿病是一种胰岛素异常疾病，胰岛素是胰腺β细胞渗透的一种激素，具有资助身体贮存和使用食物糖分的作用。但II型糖尿病患者的身体却爆发了胰岛素抑制，也就是，不可有用地对该激素做出反应。随着时间的积累，糖尿病患者体内的β细胞就最先殒命，以致更少的胰岛素爆发来知足需求。就这样，体内的激素水平越来越低而糖水平却越来越高，破损了血管和器官。

对长寿的解读
Van Remmen博士说：“我还想指出的是这些小鼠的寿命延伸了；对我们来说，从朽迈的角度来看，这点很是主要。我们想要弄清晰在影响线粒体功效的一种卵白质复合物活性降低60% 的情形下，它们是怎样变得长寿的。”

Sathyaseelan博士发明与复合物活性降低相关的生命延伸也可见于别的物种，如蛔虫和苍蝇。Barshop 研究所心理学副教授Shane Rea 博士是首批在蛔虫身上发明这一征象的研究者之一。

Barshop研究所团队的实验小鼠来自同样举行着此类研究的一个意大利研究所。Sathyaseelan博士最近也获得了美国心脏协会为期两年的$140,000的资助，以完成线粒体功效障碍和胰岛素敏感性的相关性研究。

点评: 科学家们关于寻找延伸寿命和糖尿病治疗要领的注重力也逐步转移到细胞内线粒体代谢学说等相关的研究上来，但现在没有实质性突破和发明，在代谢性疾病和长寿的研究偏向仍有很长的路要走。

相关文献：

Author: Sathyaseelan S. Deepa*,†, Daniel Pulliam*,†, Shauna Hill*,†, Yun Shi*, Michael E. Walsh*,†, Adam Salmon*,§, Lauren Sloane*, Ning Zhang‡, Massimo Zeviani‖, Carlo Viscomi‖, Nicolas Musi‡§, Holly Van Remmen*,†§,1
1. *Barshop Institute for Longevity and Aging Studies, †Department of Cellular and Structural Biology, and ‡Diabetes Division, University of Texas Health Science Center, San Antonio, Texas, USA;
2. §Geriatric Research, Education, and Clinical Center, South Texas Veterans Health Care System, San Antonio, Texas, USA;
3. ‖Unit of Molecular Neurogenetics, Foundation Istituto Neurologico Carlo Besta–Istituto Di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico, Milan, Italy

【Abstract】
Mice lacking Surf1, a complex IV assembly protein, have ∼50-70% reduction in cytochrome c oxidase activity in all tissues yet a paradoxical increase in lifespan. Here we report that Surf1−/− mice have lower body (15%) and fat (20%) mass, in association with reduced lipid storage, smaller adipocytes, and elevated indicators of fatty acid oxidation in white adipose tissue (WAT) compared with control mice. The respiratory quotient in the Surf1−/− mice was significantly lower than in the control animals (0.83–0.93 vs. 0.90–0.98), consistent with enhanced fat utilization in Surf1−/− mice. Elevated fat utilization was associated with increased insulin sensitivity measured as insulin-stimulated glucose uptake, as well as an increase in insulin receptor levels (∼2-fold) and glucose transporter type 4 (GLUT4; ∼1.3-fold) levels in WAT in the Surf1−/− mice. The expression of peroxisome proliferator-activated receptor γ-coactivator 1-α (PGC-1α) mRNA and protein was up-regulated by 2.5- and 1.9-fold, respectively, in WAT from Surf1−/− mice, and the expression of PGC-1α target genes and markers of mitochondrial biogenesis was elevated. Together, these findings point to a novel and unexpected link between reduced mitochondrial complex IV activity, enhanced insulin sensitivity, and increased mitochondrial biogenesis that may contribute to the increased longevity in the Surf1−/− mice.—Deepa, S. S., Pulliam, D., Hill, S., Shi, Y., Walsh, M. E., Salmon, A., Sloane, L., Zhang, N., Zeviani, M., Viscomi, C., Musi, N., Van Remmen, H. Improved insulin sensitivity associated with reduced mitochondrial complex IV assembly and activity.

http://www.fasebj.org/content/early/2012/12/13/fj.12-221879