近日来自北京大学分子医学研究所、医学部及第三医院的研究人员在新研究中证实：E3泛素连接酶MG53在胰岛素抵抗及代谢性疾病起重要作用，相关论文“Central role of E3 ubiquitin ligase MG53 in insulin resistance and metabolic disorders”发表在1月27日的《自然》（Nature）杂志上。
北京大学分子医学研究所的肖瑞平（Rui-Ping Xiao）教授和曹春梅（Chun-Mei Cao）副研究员为这篇论文的共同通讯作者。
代谢综合征（metabolic syndrome,MS）是多种代谢成分异常聚集的病理状态，是一组复杂的代谢紊乱症候群，它包括中心性肥胖、Ⅱ型糖尿病或糖耐量减低、高胰岛素血症、血脂紊乱、高血压病、高尿酸血症、高粘状态、高凝状态、脂肪肝以及过早动脉硬化等疾病。近年来，代谢综合征发病率不断增高，已严重威胁到人类的健康。
胰岛素抵抗是代谢综合征的基础致病因子。由于骨骼肌负责支配70-90%胰岛素介导的的葡萄糖代谢，骨骼肌中的胰岛素抵抗有可能在代谢综合征及由此导致的2型糖尿病发病机制中起关键性作用。过往的研究证实，在代谢性综合征和2型糖尿病发病的早期即出现了骨骼肌胰岛素抵抗。然而目前对于骨骼肌胰岛素抵抗的机制仍知之甚少。
MG53（mitsugumin 53）是近年来发现的一种TRIM家族蛋白，其特异性表达于骨骼肌及心肌中。在过往的研究中，肖瑞平教授课题组及其他国际研究小组证实：MG53在细胞膜修复过程和心肌缺血预适应中扮演了重要角色。这种蛋白具有三个特定模序结构，能共同结合在细胞不再需要的蛋白上，将这些蛋白带上泛素标记以便降解。
在这篇新文章中，研究人员在小鼠中证实骨骼肌特异性MG53介导了胰岛素受体和胰岛素受体底物(IRS1)的降解。当MG53上调时，可引起以胰岛素抵抗、肥胖、高血压和脂代谢紊乱为特征的代谢综合征。研究人员发现在胰岛素抵抗模型中MG53表达显着增高。随后，他们证实过表达MG53即足以触发肌肉胰岛素抵抗和代谢综合征。反之，消除MG53，维持胰岛素受体、IRS1和胰岛素信号的完整性，即可预防饮食诱导的代谢综合征。机制研究表明，MG53是通过E3泛素连接酶作用，靶向胰岛素受体和IRS1，介导它们发生了泛素依赖性的降解，由此调控了骨骼肌中的胰岛素信号和代谢。
新研究结果证实了MG53是骨骼肌中胰岛素信号的一个重要负性调控因子，且MG53介导的骨骼肌胰岛素信号抑制在全身胰岛素抵抗和代谢综合征中起关键性作用。这项研究为我们提供了治疗各种代谢性疾病及相关心血管疾病的一个潜在的靶点。(生物谷Bioon.com)
doi:10.1038/nature11834
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Central role of E3 ubiquitin ligase MG53 in insulin resistance and metabolic disorders
Ruisheng Song, Wei Peng, Yan Zhang, Fengxiang Lv, Hong-Kun Wu, Jiaojiao Guo,Yongxing Cao, Yanbin Pi, Xin Zhang, Li Jin, Mao Zhang, Peng Jiang, Fenghua Liu,Shaoshuai Meng, Xiuqin Zhang, Ping Jiang, Chun-Mei Cao & Rui-Ping Xiao
Insulin resistance is a fundamental pathogenic factor present in various metabolic disorders including obesity and type 2 diabetes1. Although skeletal muscle accounts for 70–90% of insulin-stimulated glucose disposal2, 3, the mechanism underlying muscle insulin resistance is poorly understood. Here we show in mice that muscle-specific mitsugumin 53 (MG53; also called TRIM72) mediates the degradation of the insulin receptor and insulin receptor substrate 1 (IRS1), and when upregulated, causes metabolic syndrome featuring insulin resistance, obesity, hypertension and dyslipidaemia. MG53 expression is markedly elevated in models of insulin resistance, and MG53 overexpression suffices to trigger muscle insulin resistance and metabolic syndrome sequentially. Conversely, ablation of MG53 prevents diet-induced metabolic syndrome by preserving the insulin receptor, IRS1 and insulin signalling integrity. Mechanistically, MG53 acts as an E3 ligase targeting the insulin receptor and IRS1 for ubiquitin-dependent degradation, comprising a central mechanism controlling insulin signal strength in skeletal muscle. These findings define MG53 as a novel therapeutic target for treating metabolic disorders and associated cardiovascular complications.
