作者:冯维维 来源:中国科学报 发布时间:2017/9/27 9:30:57
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墨西哥洞穴盲眼鱼启发治疗糖尿病新思路

 

本报讯 连续数月,生活在墨西哥黑暗洞穴中的一种鱼都没有食物。在更长的时间里——数千年来,它们甚至没有光,因此在进化过程中,它们的眼睛退化,失去了皮肤色素。

研究人员发现这种奇怪的生物还有一种怪癖。为了在食物稀少的环境中生存下来,它们进化出了将营养转化为能量的极端方式。这些特征形成了诸如血糖大幅波动的状况,在人类中,这是Ⅱ型糖尿病的前兆。但在这些洞穴盲眼鱼中,这种变化是适应性的,并非疾病。这些穴居鱼类过着长寿而健康的生活。

美国哈佛大学医学院遗传学家Cliff Tabin指出,了解这些鱼类如何在这些不良症状下保持健康,或有助于形成治疗人类糖尿病的新疗法。Tabin研究了这些特征,并在近日于加拿大西南部城市卡尔加里举行的泛美进化生物学会会议上就此作了报告,他和同事已经获得了穴居鱼如何拥有这种能力的线索。

在人类和其他哺乳动物中,Ⅱ型糖尿病的首个迹象是血糖控制较弱。这些疾病每年在全球导致340万人死亡。饮食、药物和胰岛素注射是目前的治疗方法,但它们经常不能发挥作用。

这种穴居鱼类——墨西哥丽脂鲤指明另一种治疗方案。这种鱼在大约100万年前从河流被冲入洞穴。这是巨大的环境改变。河流充满了食物,但洞穴中仅有季节性洪水冲来的食物—— 一些小型甲壳水栖类生物以及泥土中的分解物质和碎屑。洞穴中没有光,因此没有植物或光合作用,且水中的氧气也很少。但那里也没有鱼类的捕食者。“在洞穴中,好消息是没有捕食者会吞掉你。坏消息是你也没有吃的东西。”Tabin说。

因为这种鱼类连续数月没有食物,研究人员猜想它们进化出一种可以有效将卡路里储存为脂肪的代谢方式。为了验证该想法,Tabin和团队对比了这种穴居鱼和在实验室中类似环境下饲养的河鱼。他们发现,这种穴居鱼的确比河流近亲储存更多脂肪。它们还有着更大、脂肪更多的肝脏,这类似于人类与糖尿病相关联的脂肪肝疾病。“但你不会看到这种鱼类的肝脏被损坏。”Tabin说,“这非常奇怪。”

在这些健康鱼类中发现前糖尿病征兆让Tabin观察了其新陈代谢的另一个方面。血糖控制是其中之一。当河鱼被喂食葡萄糖时,他看到胰岛素开始控制它们的血糖水平。但穴居鱼的血糖水平却直线上升。然后,在饥饿阶段,穴居鱼的血糖水平又降到破纪录水平。“在人类中这会导致糖尿病,但穴居鱼并未如此。”Tabin说。

进一步观察这种鱼的肌肉(大部分血糖的消耗物)后发现,穴居鱼在细胞和生物化学层面均可抵抗胰岛素。在给其同样量的胰岛素之后,河鱼肌肉细胞会比穴居鱼肌肉吸收更多的葡萄糖。

基因分析表明了其中的原因:这种鱼的胰岛素受体基因有一种独特的突变,有助于增加体重。(冯维维)

《中国科学报》 (2017-09-27 第2版 国际)
 
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