Cell子刊突破：胰岛素的惊人效应

　　来自澳大利亚的科学家们以前所未有的细节，精确地绘制出了胰岛素在细胞中的作用路径图。从而为了解糖尿病中的异常提供了一张综合性蓝图。来自悉尼Garvan医学研究所的Sean Humphrey和David James教授将这一突破性的研究在线发表在著名的《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志上。

　　胰岛素于1921年被首次发现，由于它能够帮助我们降低餐后血糖，确保血糖进入细胞中，在机体内起着非常重要的作用。尽管科学家们已在广泛水平上了解了胰岛素的功能，然而直到现在他们都还在努力了解胰岛素完成自身任务的确切机制。

　　称作质谱仪的最新分析设备现在为我们提供了一直以来缺少的一种工具，利用它，人们可以观测存在于人体单个细胞中的极其复杂的分子迷宫。

　　这些强大的设备开启了一个称之为“蛋白质组学”的新领域，大规模地对蛋白质展开研究。蛋白质是细胞的工作部件，利用能量蛋白质参与完成如肌肉收缩、心跳甚至记忆等所有基本功能。

　　每个细胞中都包含有10,000-12,000个蛋白质类型，每种类型的蛋白质都有多个拷贝，它们利用各种方法彼此沟通，最常见的一种方法就是“磷酸化”作用。磷酸分子被特异地添加到蛋白质上以传递信息，或是改变蛋白质功能。

　　一个细胞中每种蛋白质类型都有多达20个潜在“磷酸化位点”，这使得一段时间内的细胞状态就有可能达到数十亿种。

　　作者们发现5,705种不同蛋白质上的37,248个磷酸化位点，其中15%响应胰岛素发生了改变。

　　“直至这项研究，我们才真正了解胰岛素调控的规模和复杂性，”实验室负责人David James说。

　　“胰腺在我们摄食之后分泌胰岛素，它进入到细胞中，启动一连串蛋白质磷酸化，准确地说是数百万的相互作用，一些是瞬时的，一些经历数分钟或数小时。这一过程如此地精细和复杂，同时它的范围又是如此的巨大，这真是令人感到惊讶。”

　　Sean Humphrey利用质谱法，发现了1,500个响应胰岛素的磷酸化位点，并将这一过程描述为“大开眼界”。

　　“当你考虑到磷酸化只是一种信号传导类型，还有乙酰化、甲基化和其他形式时，你会开始了解我们所面对的复杂性，”他说。

　　除了编写脂肪细胞磷酸化蛋白质组目录，作者们还发现了一种称作为SIN1的蛋白的新调控机制，这是我们了解胰岛素信号传导过程中所发生的一连串事件的关键。他们描述了SIN1影响细胞内其他的有影响的蛋白，尤其是Akt蛋白的机制。

　　“Sean的研究阐明了细胞内一个最重要的调控因子——Akt蛋白自身受到调控的机制，”James教授说。

　　“Akt不仅在糖尿病中发挥作用，而且在癌症和其他疾病中起作用，发现SIN1磷酸让我们了解了Akt在细胞中实际的功能机制。”

　　“利用这些大型技术，我们在新的水平上了解了从前未预料到的人类生物学。没有质谱仪，我们就不可能发现SIN1磷酸化在整个胰岛素信号传导过程中的重要性。”

　　“并且它为我们提供了一个重要的经验，利用这一技术能使我们获得关于细胞和自身调控机制的新发现。”