2型糖尿病和肥胖的新希望：Irisin
徐书杭朱登月刘超
●内分泌代谢论坛·
【提要】运动可改善糖尿病和肥胖等代谢性疾病的机制一直不甚明了，直到肌肉组织分泌的一种新
激素Ifisin被发现。目前的研究已表明，Irisin可以促进脂肪组织消耗能量，降低体重，并减轻饮食诱发的胰
岛素抵抗，改善血糖。耐力运动可以明显增加血浆中Irisin水平，这也表明运动与代谢之间存在明确的联
系。鉴于其对肥胖和胰岛素抵抗的作用，Irisin有可能用于治疗肥胖和2型糖尿病。
【关键词】Irisin；运动；糖尿病，2型；肥胖症
Irisin：anewhopefortype2diabetesandobesityXUShu—hang，ZHUDe昭一yue，LIUChao．Endocnneand
DiabetesCenter，JiangsuProvinceHospitalonIntegrationofChineseandWesternMedicine，NanjingUniversityof
TraditionalChineseMedicine，Nanjing210028，China
Correspondingauthor：LIUChao，Email：liuchao@nfmcn．com
【Summary】Themechanismsunderlyingthetherapeuticeffectsofexerciseonobesityandtype2diabetes
remainedunknownuntilirisin，anovelhormonesecretedfrommuscletissue，wasidentified．Irisinincreasestotal
energyexpenditure，reducesbodyweight，andmitigatesdiet—inducedinsulinresistance，thusimprovingglycemic
contr01．Interestingly，theconcentrationofirisinincreasessignificantlyafterenduranceexercise，suggestingthereis
anassociationbetweenexerciseandmetabolism．Givenitsantiobesityandantidiabetieeffects，irisinhasbeen
postulatedtoserveasaninjectabletreatmentformetabolicdiseaseincludingobesityandtype2diabetes．
【Keywords】Irisin；Exercise；Diabetesmellitus，type2；Obesity
(ChinJEndocrinolMetab．2013．29：7^8)
运动是糖尿病治疗的基石之一。也是心血管疾病
和其他代谢性疾病非药物治疗的重要手段。传统的观
点认为，骨骼肌作为主要的运动器官。受人体内分泌、
神经的调控，进而增加葡萄糖消耗．改善胰岛素敏感
性。过去半个世纪里．许多学者一直在寻找肌肉收缩
和外周组织改变之间的联系．他们认为存在一种“运
动因子”，经骨骼肌收缩时释放。继而调节其他器官和
组织的代谢。直到本世纪，一些由骨骼肌分泌的物质，
如细胞因子、脂肪因子和其他活性因子被成功发现以
后。人们才逐渐意识到肌肉组织也具有一定的内分泌
功能。2012年，美国糖尿病学会(ADA)将Banting奖
授予了肌肉分泌新激素Irisin的发现者Spiegelman教
授。表明肌肉作为一种具有内分泌功能的组织即将成
为研究热点。
一、Irisin的发现
事实上．在Irisin发现之前，已有多种细胞因子和
其他肽类被证实由肌纤维产生、表达和释放，进而影响
人体自分泌、旁分泌和内分泌系统，他们被称为“肌因
子”(myokine)…。目前，肌肉蛋白质组学研究已发现
DOI：10．3760／cma．j．issn．1000-6699．2013．01．002
作者单位：210028南京中医药大学附属中西医结合医院内分泌糖
尿病院区
通信作者：刘超．Email：liuchao@nfmcn．com
了上百种由肌肉分泌的肽类物质，这为肌肉内分泌学
提供了实验依据，也有助于更深入全面地理解肌肉与
脂肪组织、肝脏、胰腺、骨和脑等组织之间的联系。少
数肌因子可以作用于自身肌肉组织，如白细胞介素6
(IL-6)和IL-7可以促进肌肉肥大和肌发育。脑源性
神经营养因子(BDNF)和IL-6还可以通过激活腺苷酸
活化的蛋白激酶(AMPK)促进脂肪氧化。其他一些肌
因子如胰岛素样生长因子I(IGF．I)和成纤维细胞
生长因子2(FGF-2)可以促进骨形成，细胞抑素样蛋白
1(FSTL一1)可改善血管内皮功能。
Irisin是一类过氧化物酶体增殖物激活受体1共
激活因子1仅(PGC．1o【)依赖的肌因子。PGC．1仅是一
类介导能量代谢的转录共激活因子，可调节解耦联蛋
白1(UCPl)的表达和棕色脂肪的产热，也控制多种细
胞中的线粒体生物合成和氧化代谢[2]。运动可诱导
肌肉组织表达PGC．1d，后者刺激线粒体生物合成、血
管生成和肌纤维类型转变。并有助于预防和改善肌肉
萎缩。最为引入注意的是。PGC．1仪表达增加常可引起
诸多肌肉外的益处。肌肉组织中PGC．1l【x转基因小鼠
的年龄相关肥胖和糖尿病发生率较低，生存期更长。
该机制一直不明确，有学者猜测，PGC．1o【的表达可能
刺激骨骼肌释放某些特殊因子，从而作用于其他器
万方数据
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官[3]。
Bostrom等[4]比较了转基因和野生型小鼠基因谱
后发现．PGC．1仪可刺激肌肉组织中FNDC5基因的表
达，FNDC5基因编码一类膜蛋白，后者经蛋白水解后
释放入血。成为一种新的激素Irisin，该名称来自于一
位希腊女神Iris。Western印迹等方法证实，Irisin存在
于小鼠血浆之中，浓度约为40nmol／L，PGC．1仅基因敲
除小鼠的Irisin水平下降了72％。免疫电泳也证实正
常人体血浆中存在Irisin。作为FNDC5被剪切后分泌
的部分．Irisin在所有已经测序的哺乳类动物种类中其
序列高度保守。相比小鼠和人类胰岛素、胰升糖素和
瘦素的同源性分别仅为85％、90％和83％，Irisin则
100％同源。由于是多肽类激素，这也意味着Irisin可能
通过某种高度保守的细胞表面受体介导进而发挥作
用[4]。目前，该受体尚未鉴定成功。
二、Irisin的特点
目前研究认为，Irisin主要有以下几个主要特点。
1．运动可增加Irisin水平：尽管也有学者对运动
受试者的肌肉活检并未发现FNDC5的mRNA表达明
显增加[5]，但可能受检测方法和受试人群差异的影
响。Bostrom等H1发现，经3周运动后，小鼠的血浆
Irisin水平显著升高了65％。对健康成人进行10周的
耐力性训练后发现，相比不运动者，其Irisin水平增加
了2倍。小鼠和人类血浆Irisin水平的增加都与肌肉
组织中其mRNA表达增加一致。进一步的观察发现，
男性运动员的Irisin水平高于中年肥胖女性数倍，短
暂的运动即可增加血中Irisin水平，而手术后体重的
下降可降低肌肉FNDC5的表达和血eeIrisin水平16J。
2．无论体外还是体内。Irisin对白色脂肪(WAT)
的“棕色化(browning)”作用非常明显：UCPl的高表达
和线粒体的较高含量，是棕色脂肪(BAT)和WAT的
一个重要区别[7]。毫微摩尔级水平的Irisin可以使体
外培养的白色脂肪细胞UCPl的表达上调50倍之多，
WAT的这种棕色化转变可增加能量释放，进而满足人
体运动后带来的能量负荷。
3．Irisin可以有效减少肥胖和胰岛素抵抗：对高
脂饮食小鼠同时导入表达FNDC5的腺病毒10d后，
小鼠体重轻度下降，糖耐量明显改善，空腹胰岛素水平
明显降低。这也表明，即使轻度增加血中Irisin的水
平。也可以明显增加能量消耗，降低体重，改善饮食诱
导的胰岛素抵抗。另一项最新的研究也表明，有助于
改善胰岛素抵抗的能量限制(cMorierestriction)疗法，
可以降低大鼠脂肪含量．却不能显著改善其Irisin水
平．提示Irisin可能是运动改善代谢的独特机制[8]。
4．Irisin对“米色脂肪细胞”作用更明显：最新的
研究证实，小鼠BAT中含有一类不同于经典褐色脂肪
细胞的“米色脂肪细胞(Beigeadipocytes)”[9]。与BAT
类似，其UCPl表达的基础水平较低，然而，在cAMP
刺激后表达明显增强。此类米色脂肪细胞多存在于
UCPl阳性的组织ee，基因表达谱亦与WAT和传统的
BAT不同，对Irisin和寒冷的刺激更加敏感。目前已
证实，人体内脊柱及锁骨附近皮下也存在米色脂肪细
胞．如果其作用与鼠米色脂肪细胞类似，可能有助于解
释其在人体含量虽相对较低却在寒冷刺激后出现PET
显像中阳性的脂肪沉积明显增加这一现象。这为进一
步研究Irisin的临床作用及机制提供了更广阔的前
景。
作为一种新激素，Irisin不仅为运动的作用机制揭
开了神秘面纱，而且为预防和治疗肥胖、糖尿病等代谢
性疾病带来光明的前景。类似于胰岛素，Irisin亦可制
备后进行皮下注射治疗。外源性给予Irisin后可诱导
皮下脂肪棕色化并产热，提高BAT和米色脂肪的含
量，故极有可能具有防治肥胖、抗糖尿病的作用[10l。
Irisin的发现．将是现代科技进步改善人类健康最为有
力的证据。
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(收稿日期：2012．10．15)
(本文编辑：周丽斌)
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