IF 16.6 Nature communications│探讨SENP1在β细胞应对高脂肪喂养的反应中的作用及其机制

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总述：胰腺β细胞作为调节血糖水平的关键细胞，能够通过上调胰岛素分泌来应对代谢应激，如高糖和高脂饮食等。尽管这一过程在糖尿病的发病机制中起着重要作用，但其潜在机制一直不太清楚。我们的研究提供了对这一问题的新见解，揭示了β细胞如何调整其功能以应对代谢应激。研究人员首先观察到，在无糖尿病的超重个体和喂食高脂肪饮食的小鼠中，β细胞的胰岛素分泌增强，但细胞内Ca²⁺流入并没有显著增加。这一发现表明，胰岛素分泌的上调机制可能与传统的Ca²⁺信号途径不同。为了探索这一机制，对β细胞进行了RNA测序分析，并发现高脂饮食导致早期代谢途径发生改变。研究人员注意到β细胞在高脂饮食后表现出基础氧消耗和质子泄漏的增加，同时细胞质的氧化还原状态降低。进一步的研究揭示，这种降低的细胞内氧化还原状态是β细胞在高脂饮食后增强胞吐（胰岛素的分泌）的关键因素。此外，这一过程需要sentrin特异性sumo蛋白酶-1的参与。在动物模型研究中，缺失sentrin特异性sumo蛋白酶-1的小鼠，在经历短期高脂饮食后无法有效上调胞吐，这导致这些小鼠迅速出现葡萄糖不耐受的现象。这一结果表明sentrin特异性sumo蛋白酶-1在β细胞应对高脂饮食应激的过程中起着至关重要的作用。从分子机制上看，研究发现sumo蛋白酶的氧化还原感应依赖于其C535位点的巯基。这个巯基与锌离子结合，从而抑制sumo蛋白酶的基础活性，防止了β细胞胞外分泌的无控制增加。同时，这种结合也增加了sumo蛋白酶对氧化还原信号调节的敏感性，从而使β细胞能够更加灵敏地响应代谢应激。

引用文献：Lin, Haopeng., Lin, Haopeng., Lin, Haopeng., Suzuki, Kunimasa., Suzuki, Kunimasa.A role and mechanism for redox sensing by SENP1 in β-cell responses to high fat feeding. Nature communications, 2024,

DOI：10.1038/s41467-023-44589-x