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2017年深圳市靶向基因技术有限公司解码糖尿病126种相关基因之后，对其中的34个精英基因（Elite Genes）做了逐步的解释。首先本篇解读其中和葡萄糖代谢高度相关的基因进行说明。 葡萄糖是人体大多数细胞的主要能量来源，葡萄糖代谢的研究对于细胞增殖、生长、存活以及最近的肿瘤进展至关重要。 维持体内葡萄糖平衡是受激素调节的基本生理过程，进食期间血糖水平的升高刺激通过葡萄糖感应途径从胰腺β细胞释放胰岛素。 胰岛素通过胰岛素受体（IR）介导的信号传导级联刺激从血液到骨骼肌和脂肪组织的葡萄糖摄取。 胰岛素与IR的结合导致胰岛素受体底物（IRS）蛋白的激活以及随后向PI3K / Akt和Erk1 / 2途径的信号传导，导致Glut4囊泡的易位，葡萄糖摄取，细胞增殖和存活。
在葡萄糖剥夺实验中，当细胞ATP水平下降时，丝氨酸/苏氨酸激酶AMPK变得活跃。AMPK是一种能量传感器，由于细胞和环境压力（如低血糖，中暑，缺氧和局部缺血）而被AMP / ATP比率升高激活。 AMPK活化可正向调节补充细胞ATP供应的信号通路。例如，AMPK的激活增强了Glut4的转录和易位，导致胰岛素刺激的葡萄糖摄取增加。 此外，它还通过抑制ACC和激活PFK2来刺激分解代谢过程，如脂肪酸氧化和糖酵解。AMPK负调控ATP消耗过程中的几种蛋白质，如MTORC2，糖原合成酶，SREBP-1和TSC2，
该领域最近的焦点集中在癌症的代谢上。在20世纪20年代，Otto Warburg观察到肿瘤细胞在氧存在下经历高速度的糖酵解和产生乳酸，这种状况通常仅在缺氧状态下可见，此现象后来被称为Warburg效应。 几种信号途径如Akt，Erk1 / 2和AMPK会聚焦于关键的糖酵解酶PFK和PKM2，以调节活性并直接产生ATP合成。 转录因子c-Myc和p53在此过程中通过调节谷氨酰胺代谢，脂质代谢和磷酸戊糖分流而发挥重要作用，由此产生支持和需要的细胞组分（核苷酸，脂质，蛋白质，三羧酸循环中间体）维持快速的肿瘤细胞生长。 Warburg效应途径 缺氧信号交互通路 谷氨酰胺代谢相互作用通路 胰岛素受体信号传导通路 AMPK信号互动通路
参考文献 Koppenol WH，Bounds PL，Dang CV，Warburg O（2011）Otto Warburg对当前癌症代谢概念的贡献。 纳特。Rev. Cancer 11（5），325-37。 Mihaylova MM，Shaw RJ（2011）AMPK信号通路协调细胞生长，自噬和新陈代谢。 纳特。Cell Biol。13（9），1016-23。 Zemva J，Schubert M（2011）中枢胰岛素和胰岛素样生长因子-1信号：对糖尿病相关痴呆的影响。 Curr Diabetes Rev 7（5），356-66。 Hardie DG（2011）AMP激活的蛋白激酶：一种调节细胞功能各方面的能量传感器。 基因开发 25（18），1895-908。 Bornfeldt KE，Tabas I（2011）胰岛素抵抗，高血糖症和动脉粥样硬化。 细胞代谢。14（5），575-85。 Bayley JP，Devilee P（2012）The Warburg effect in the 2012. Curr Opin Oncol 24（1），62-7。 Gallagher EJ，LeRoith D（2011）糖尿病，癌症和二甲双胍：代谢和细胞增殖的关系。 安。纽约阿卡德。科学。1243，54-68。 靶向基因·营养基因组 400-800-3539 |
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