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二甲双胍抗衰老的原因找到了(揭示二甲双胍的降糖)

二甲双胍抗衰老的原因找到了(揭示二甲双胍的降糖)……2005年,IDF(国际糖尿病联盟)评价二甲双胍“是Ⅱ型糖尿病药物治疗的基石”;1994年,12月29日,二甲双胍获得美国FDA的上市批准。1998年,UKPDS(英国前瞻性糖尿病研究)里程碑式地肯定了二甲双胍心血管保护的长期益处:“二甲双胍是唯一可以降低大血管并发症的降糖药物,并能降低Ⅱ型糖尿病并发症及死亡率”;2002年,欧盟批准格华止用于10~16岁儿童Ⅱ型糖尿病的治疗;

小知识:神药二甲双胍的来历

二甲双胍抗衰老的原因找到了(揭示二甲双胍的降糖)(1)

1918年,药学家发现植物中的胍类物质可减少尿糖,将目标锁定在山羊豆上;

1922年,爱尔兰科学家首次成功合成二甲双胍;

1957年,由百时美施贵宝拥有专利权的二甲双胍在法国首次被获准作为降糖药物运用于临床,并命名为“格华止”。在之后50年里,二甲双胍成为治疗Ⅱ型糖尿病的经典用药;

1994年,12月29日,二甲双胍获得美国FDA的上市批准。

1998年,UKPDS(英国前瞻性糖尿病研究)里程碑式地肯定了二甲双胍心血管保护的长期益处:“二甲双胍是唯一可以降低大血管并发症的降糖药物,并能降低Ⅱ型糖尿病并发症及死亡率”;

2002年,欧盟批准格华止用于10~16岁儿童Ⅱ型糖尿病的治疗;

2005年,IDF(国际糖尿病联盟)评价二甲双胍“是Ⅱ型糖尿病药物治疗的基石”;

……

尽管二甲双胍从上市到现在已经走过了一个甲子,但它的降糖机制依然是当下研究的热点,因为人们还没有彻底搞明白它的“独门秘籍”。

2型糖尿病不光与心血管疾病有关,还与多种癌症发生率增加密切相关。虽然具体的机制之前一直不清楚,但这并不影响二甲双胍在糖尿病和癌症两个领域中的地位。

近日,加拿大蒙特利尔大学的Stephen W. Michnick教授团队,凭借他们开发的一项新技术,让我们得以一窥二甲双胍在分子层面对生命体的神奇影响。

基于这项技术,他们发现二甲双胍至少能影响745种蛋白的活性,而这些蛋白按照功能分属代谢、信号传递、转运等4大类。在一定程度上,让我们明白了二甲双胍兼具降糖、防癌抗癌和延缓衰老的原因。他们的这项研究成果刊登在顶级期刊《细胞》杂志上。

详见:Stynen B Abd-Rabbo D Kowarzyk J et al. Changes of Cell Biochemical States Are Revealed in Protein Homomeric Complex Dynamics[J]. Cell 2018 175(5): 1418-1429. e9. DOI:10.1016/j.cell.2018.09.050

二甲双胍抗衰老的原因找到了(揭示二甲双胍的降糖)(2)

Michnick教授

二甲双胍已经成为全世界处方量最大的口服降糖药。不过,二甲双胍进入人体之后,结合的靶点到底是啥,目前还不清楚,于是他们基于蛋白片段互补分析(PCA)技术,开发了“同源物动力学”蛋白片段互补分析(hdPCA)技术

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蛋白在细胞内的命运,以及hdPCA

简单来说,是这样的。在自然界中啊,有些蛋白质比较独特,把它切成两段,这两段都没有功能,一旦这两段蛋白相遇,它们就会结合在一起,组成完整蛋白,对应的功能就会恢复正常。这就是所谓的蛋白片段互补。

这个就是蛋白片段互补分析(PCA)技术了。

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先看看hdPCA的技术原理,再看后文

研究人员用免疫抑制剂雷帕霉素作为检验平台可靠性的药物。这个药物不仅作用靶点明确,而且还有比较齐全的数据库可以用来验证这个平台的分析结果。

雷帕霉素的分析结果不仅验证了hdPCA平台的可靠性,并且还发现蛋白片段互补信号低,也就是某个蛋白形成同源聚合体的能力弱,与蛋白活性降低相关;反之,与蛋白活性增强相关

这些研究成果,为研究靶点不明确的二甲双胍奠定了良好的基础。

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四大版块儿的众多蛋白活性受影响

当研究人员用二甲双胍来筛选时,他们发现有342个蛋白的信号增强,403个蛋白的信号减弱。研究人员把这745个蛋白分成了代谢、信号传导和调节、转运和其他过程等4大类。

从糖代谢的角度而言,之前有研究表明,二甲双胍可以刺激细胞摄取葡萄糖,降低糖异生和细胞呼吸能力,并增加甘油和乳酸的浓度。

hdPCA筛选显示,参与葡萄糖转运的蛋白信号增加,降解糖异生酶的蛋白信号增加,以及甘油和乙醇生产的酶信号增加;而柠檬酸循环和氧化磷酸化相关的蛋白hdPCA信号降低。

这与之前的发现相吻合

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看看这个图,二甲双胍几乎影响了糖代谢通路上的大部分蛋白(蓝色代表活性增强,红色代表活性被抑制),让糖“有去无回”

从衰老和癌症的角度而言,二甲双胍处理之后,与衰老有关的蛋白hdPCA信号降低,这与之前在长寿酵母中观察到的结果一致。而且,促进乳腺癌的TOR通路信号也降低,说明也受到了二甲双胍的抑制。有趣的是,二甲双胍似乎可以促进DNA的修复,因为与DNA修复相关的蛋白信号显著升高。看来,二甲双胍抗癌防癌是有依据的。

由此走进科学小编联想到祖国的中医药,被揭示出作用机制,并去其糟粕取其精华的中药少之又少,目前小编知道的仅有屠呦呦的青蒿素和治疗癌症的砒霜中的有效成分。能像加拿大蒙特利尔大学的Stephen W. Michnick教授团队那样从分子层面揭示出天量中药有效成分的作用机制,去伪存真,中药将真正在全世界发扬光大。

有了Stephen W. Michnick教授团队的这项研究作为基础,神药二甲双胍对各种疾病的作用机制将会被各路医药专家揭示出来,当然,走进科学小编更关心它的长寿机制,希望在10年之内,研究出让人们强身健体活到120岁二甲双胍超级二代。

中国科学家多努力啊,这才是最大的中国梦!

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