新研究揭示锌与糖尿病和肝病的遗传机制

研究人员首次发现了锌对2型糖尿病和与之相关的脂肪肝具有保护作用的遗传机制。这些发现推进了我们对新陈代谢的了解，并为开发新型糖尿病治疗方法打开了大门。锌有助于免疫功能、细胞生长和分裂、DNA合成和新陈代谢。鉴于锌的重要性，我们的身体进化出了维持锌水平的机制。其中一种机制涉及溶质运载家族39成员5(SLC39A5)基因，该基因编码一种属于锌转运体家族的蛋白质，可将锌转运到细胞中。

以前的研究发现，锌与糖尿病患者血糖水平的改善之间存在联系，但"如何"改善并不完全清楚，这促使研究人员从SLC39A5入手，探索其背后的机制。

"我们知道，增加锌的摄入量可以改善糖尿病前期或2型糖尿病患者的血糖控制，而关键锌转运蛋白发生突变的人患糖尿病的风险也会降低，"该研究的第一作者ShekManChim说。"然而，锌如何影响全身血糖水平和糖尿病风险的机制仍不清楚。"

研究人员对欧洲和美国的四项研究进行了荟萃分析，他们研究了62000多名糖尿病患者和518000多名健康对照者的SLC39A5功能缺失突变情况。结果证实，SLC39A5突变携带者体内的循环锌水平升高，与糖尿病风险降低有关。

在确定了这一联系后，研究人员敲除了小鼠的SLC39A5基因，使其缺乏锌转运蛋白。他们发现，与对照组相比，小鼠的循环（血液）锌水平升高，雌性小鼠和雄性小鼠分别增加了约280%和227%。组织中的锌含量也明显升高，尤其是肝脏、骨骼、肾脏和大脑，但胰腺中的锌含量较低。锌含量的升高并没有对小鼠的肝肾功能产生负面影响。

在用高脂肪、高果糖饮食诱导基因敲除小鼠肥胖后，研究人员发现，与喂食相同饮食的对照组小鼠相比，小鼠的空腹血糖显著降低。SLC39A5的缺失还导致胰岛素抵抗的减少，而胰岛素抵抗是糖尿病的一个特征，在这种情况下，组织无法对旨在让细胞吸收葡萄糖的胰岛素信号做出反应。

由于糖尿病常常与非酒精性脂肪肝（NAFLD）同时发生，研究人员研究了敲除SLC39A5是否也会对肝脏有益。他们发现确实如此：没有SLC39A5基因的小鼠肝脏中脂肪堆积较少，血液中肝脏受损的标志物也较少。在没有SLC39A5的肥胖小鼠中，研究人员观察到，与对照组相比，肝脏中的脂肪堆积更少，胰岛素敏感性更高。

非酒精性脂肪肝可发展为晚期形式，称为非酒精性脂肪性肝炎（NASH），它会导致肝脏炎症和组织瘢痕（纤维化）。研究人员发现，在肥胖小鼠体内移除SLC39A5可降低肝损伤标志物和空腹血糖，改善炎症和纤维化。

"我们的研究首次提供了遗传学证据，证明了锌对高血糖的保护作用，并揭示了这种作用的机理基础，"通讯作者哈里基兰-尼斯塔拉（HarikiranNistala）说。"我们的观察结果表明，阻断SLC39A5可能是治疗2型糖尿病和其他单纯补锌不足的适应症的潜在途径。"

这项研究的论文发表在《遗传学与基因组学》（GeneticsandGenomics）杂志上。