钻研发现胰岛素敏感性与细胞动力工厂有关：线粒体产生突变的幼鼠寿命更长，脂肪更少

Science Daily 2013年1月28日：若是在幼鼠身上的新钻研发现拥有启迪性的话，那么就能够调适细胞的动力工厂即线粒体的某一个性来增长胰岛素敏感性，削减体沉和脂肪含量甚至是耽搁寿命。就该指标进行的索求将来有望为II型糖尿病医治提供新疗法。II型糖尿病是一种内排泄系统疾病，影响着美国8%的人群。并且该钻研还批注有望为衰老的生物学钻研提供新的钻研思路。

该钻研颁发在美国尝试生物学会结合会杂志（The FASEB Journal）上，作者是来自美国犹他州健全科学中心的圣安东尼奥医学院和高校寿命衰老钻研Barshop钻研所。他们发现幼鼠体内参加线粒体职能的一蛋白质复合物活性降低与其健全情况扭转拥有关联性：该组幼鼠的均匀寿命耽搁了20%。

悖论
“这是一个意想不到的发现，通常城市以为能使线粒体职能减弱的就会引起粉碎作用，但是我们却发现了寿命增长和有益的代谢成效，”该钻研的重要作者、医学院细胞和结构生物学钻研副教授Deepa Sathyaseelan博士说。

“最沉要的一点是我们发现幼鼠的体沉和脂肪含量都削减了，” Sathyaseelan博士说，“脂肪含量的削减是由脂肪利用率增长引起的。”

脂肪利用率
线粒体天生ATP能量，用于支持蕴含呼吸和思虑在内的各类性命职能。此表，细胞动力工厂是脂肪利用的一个重要场所，该钻研的资深作者，细胞结构生物学教授Holly Van Remmen博士说。 脂肪组织是阐扬着多种职能的一种内排泄器官，使其在体内维持相宜的比例很沉要，过多或过少的脂肪含量都是有害的。

科学家们还发现与对照组相比，产生突变的幼鼠天生更多的新线粒体。这点很沉要由于细胞是在不休地进行自我沉建，蕴含线粒体建复。

与衰老的关系
线粒体职能阻碍随着春秋的增长而产生，与多种衰老有关疾病有关，如II型糖尿病，心脏病和癌症。Sathyaseelan博士说该钻延装为钻研线粒体若何调节胰岛素敏感性提供了新思路，代表着糖尿病钻研迈出了沉要的一步。

II型糖尿病是一种胰岛素异常疾病，胰岛素是胰腺β细胞排泄的一种激素，拥有援手身段贮存和利用食品糖分的作用。但II型糖尿病患者的身段却产生了胰岛素抑造，也就是，不能有效地对该激素做出反映。随着功夫的堆集，糖尿病患者体内的β细胞就起头殒命，以至更少的胰岛素产生来满足需要。就这样，体内的激素水平越来越低而糖水平却越来越高，粉碎了血管和器官。

对长命的解读
Van Remmen博士说：“我还想指出的是这些幼鼠的寿命耽搁了；对我们来说，从衰老的角度来看，这点极度沉要。我们想要弄明显在影响线粒体职能的一种蛋白质复合物活性降低60% 的情况下，它们是怎么变得长命的。”

Sathyaseelan博士发现与复合物活性降低有关的性命耽搁也可见于此外物种，如蛔虫和苍蝇。Barshop 钻研所生理学副教授Shane Rea 博士是首批在蛔虫身上发现这一景象的钻研者之一。

Barshop钻研所团队的尝试幼鼠来自同样进行着此类钻研的一个意大利钻研所。Sathyaseelan博士最近也获得了美国心脏协会为期两年的$140,000的赞助，以实现线粒体职能阻碍和胰岛素敏感性的有关性钻研。

点评: 科学家们关于寻找耽搁寿命和糖尿病医治步骤确把稳力也慢慢转移到细胞内线粒体代谢学说等有关的钻研上来，但目前没有内容性突破和发现，在代谢性疾病和长命的钻研方向仍有很长的路要走。

有关文件：

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