哈佛大学陈曾熙公共卫生学院、哈佛大学医学院等机构的一
项研究证实,在肥胖所致的糖尿病中,肌醇需求酶IRE1α(inositol-requiring protein
1)发生S-亚硝基化是介导肥胖相关炎症和内质网功能失调的关键事件。炎症反应通过产生诱导型一氧化氮合酶(inducible Nitric
Oxide Synthase,iNOS)介导了IRE1α的S-亚硝基化,进而损害非折叠蛋白质反应(Unfolded Protein
Sesponse, UPR)。
内质网功能失调存在于多种慢性炎症性疾病中,但慢
性炎症如何改变内质网稳态的分子机制目前尚不清楚。研究发现,肥胖相关炎症反应可导致一氧化氮(nitric
oxide,NO)生成增加,进而导致内质网损伤。在这一过程中,UPR关键调节因子IRE1α的S-亚硝基化起到了桥梁作用。IRE1α的S-亚硝基化
减弱了遗传型(ob/ob)和饮食诱导(高脂饮食)肥胖模型小鼠中肝脏IRE1α介导的XBP1(X-box-binding protein
1)的剪切活性。
由
此可见,内质网功能失调并非是导致肥胖相关炎症的原因,而是肥胖相关的炎症破坏了URP及内质网功能。在糖尿病的发病过程中,先是肥胖相关炎症增加了NO
的生成,后者作用于UPR相关的酶IRE1,使IRE1发生S-亚硝基化,最终影响内质网功能,导致了胰岛素抵抗和2型糖尿病。研究人员在一种肝脏特异性
IRE1α缺陷的肥胖小鼠中观察了IRE1的S-亚硝基化对糖尿病发生的关键作用,结果发现,亚硝基化抵抗突变的重组IRE1α可修复IRE1α介导的XBP1的剪切,保护肥胖小鼠免于炎症的有害影响,改善代谢控制。
综合上述结果,研究人员认为,在慢性炎性疾病的发生发展过程中,内质网的功能失调只是中间环节。靶向包括NO生成在内的一些炎症信号通路的疗法,有可能是治疗代谢性疾病的有效策略。(作者:刘荣军)
参考文献:Science 2015;349:500-506