2012年9月28日 电 /生物谷BIOON/ --一项最新发表在9月28的Cell杂志上的研究证实果蝇体内也存在着的一个关键性代谢激素，而以往认为代谢激素是脊椎动物所特有的。瘦素是一种营养传感器，能调节能量的摄入和输出，并最终控制食欲。因此在分子水平上，瘦素是研究人员研究肥胖症和糖尿病的关注重点。到现在为止，复杂的哺乳类动物如小鼠是研究这一关键激素的唯一动物模式。
论文第一作者、哈佛医学院发育生物学教授Akhila Rajan说：瘦素是非常复杂的，这些激素，因为他们获得更多和更复杂的功能发展。在飞，我们所看到的瘦素在其最有可能的原始形式。
为了生物体在不同条件下正常工作，其器官系统必须保持在一个稳定的状态，即“平衡”状态。协调食物摄入量和营养的储备来保持能量平衡是一个关键的稳态机制。瘦素调控生物体脂肪的储存和热量的摄入量来调节能量平衡。
十年来，研究人员已经知道果蝇的脂肪组织之间的沟通需分泌某些信号分子。然而，他们不知道这些信号分子是什么以及它们所传输的信号又是什么。Rajan推测，这种信号分子最有可能是类似于人类体内瘦素激素的物质，因为果蝇和哺乳动物有着相似的营养感应通路。
研究人员预测果蝇体内三个分子有可能在结构上类似瘦素。Rajan敲除了其中之一蛋白质UPD2，果蝇在代谢水平表现出来的处于饥饿状态，尽管它们已经消耗了正常量的卡路里。
Rajan说：由于瘦素是一种营养传感器，如果你淘汰这个感知营养成分的激素，身体会觉得处于无营养阶段，就会促进我们进食。
进一步的试验表明，当果蝇自然状态上的饥饿时，UPD2水平表达降低，当它们获得足够的营养后，UPD2水平上升。这进一步提供证据表明，UPD2和瘦素一样是一种营养传感器。
接下来，研究人员发现UPD2使用同瘦素一样的神经回路，调控大脑和脂肪组织之间的信息交流。当UPD2到达大脑时，调节胰岛素分泌，调控营养的储存和能源消耗。
最后，Rajan和他的同事们设计了一个缺失UPD2的果蝇，在UPD2的位置插入人瘦素基因。结果果蝇完全接受这一哺乳动物分子，并且所有营养感应功能恢复正常。
有趣的是，虽然UPD2的氨基酸序列不同于瘦素。然而，每个基因所产生的蛋白质在许多结构上是相似的。
现在，研究人员已经确定UPD2作为果蝇的营养传感器在调节能量的摄入和输出发挥作用，下一步就是深入的机制。这项研究由美国国立卫生研究院5P01CA120964和5R01DK088718项目资助。（生物谷：Bioon.com）
doi:10.1016/j.cell.2012.08.019
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Drosophila Cytokine Unpaired 2 Regulates Physiological Homeostasis by Remotely Controlling Insulin Secretion
Akhila Rajan, Norbert Perrimon,et al.
In Drosophila, the fat body (FB), a functional analog of the vertebrate adipose tissue, is the nutrient sensor that conveys the nutrient status to the insulin-producing cells (IPCs) in the fly brain to release Drosophila insulin-like peptides (Dilps). Dilp secretion in turn regulates energy balance and promotes systemic growth. We identify Unpaired 2 (Upd2), a protein with similarities to type I cytokines, as a secreted factor produced by the FB in the fed state. When upd2 function is perturbed specifically in the FB, it results in a systemic reduction in growth and alters energy metabolism. Upd2 activates JAK/STAT signaling in a population of GABAergic neurons that project onto the IPCs. This activation relieves the inhibitory tone of the GABAergic neurons on the IPCs, resulting in the secretion of Dilps. Strikingly, we find that human Leptin can rescue the upd2 mutant phenotypes, suggesting that Upd2 is the functional homolog of Leptin.
