自體吞噬缺陷會誘導mitokin，Fgf21，提供保護免於肥胖及胰島素抵抗

Kook Hwan Kim, et al. Nat. Med. 19, 83–92 (2013)

Speaker: 李涵                               Time: 14:00~15:00, Apr. 24, 2013

Commentator: 蔡曜聲老師         Place: Room 601

摘要:

自體吞噬是基本的代謝機制，參與在降解細胞中不必要或失去功能的細胞元件。除了在胺基酸代謝扮演腳色外，自體吞噬在全身的葡萄糖及脂質的平衡也是重要的¹。然而，自體吞噬在葡萄糖及脂質代謝中的腳色還不清楚。在本篇研究中，作者利用骨骼肌特定自體吞噬缺失(Atg7^Δsm)的老鼠去看肌肉中自體吞噬在葡萄糖及脂質平衡的所扮演的腳色。他們發現Atg7^Δsm老鼠體重及脂肪質量較輕並且骨骼肌的自體吞噬缺陷使能量消耗增加。為了研究代謝壓力的影響，作者給予Atg7^Δsm老鼠高脂的飲食(high-fat diet，HFD)。在葡萄糖耐受試驗及胰島素耐受試驗中，高脂飲食餵食的Atg7^Δsm老鼠有較好的葡萄糖耐受性及胰島素敏感性。同時，作者也發現Fgf21，是一種myokine類的分子，在自體吞噬缺陷的肌肉中產生，作為內分泌的因子引起系統性的作用。結果顯示Fgf21基因表達在自體吞噬缺陷的肌肉中顯著的提升，並且作者也發現Fgf21的誘導是經由Atf4的路徑。先前的研究中指出在自體吞噬缺陷中發現有粒線體機能障礙，而Atf4被粒線體壓力所誘導²。此外，高脂飲食餵食的Atg7^Δsm老鼠也顯示了改善的葡萄糖體內平衡及較低的胰島素濃度。這些結果和其他研究者發現自體吞噬缺陷會導致胰島素抵抗的結果是矛盾的³。因此這篇研究提供了自體吞噬的內分泌調控代謝作用及自體吞噬缺陷會影響其他代謝器官甚至全身的第一個證據。

參考文獻:

1.          Ebato, C. et al. Autophagy is important in islet homeostasis and compensatory increase of beta cell mass in response to high-fat diet. Cell Metab. 8, 325-332, (2008).

2.          Bouman, L. et al. Parkin is transcriptionally regulated by ATF4: evidence for an interconnection between mitochondrial stress and ER stress. Cell Death Differ. 18, 769-782, (2011).

3.          Yang, L., Li, P., Fu, S., Calay, E. S. & Hotamisligil, G. S. Defective hepatic autophagy in obesity promotes ER stress and causes insulin resistance. Cell Metab. 11, 467-478, (2010).