杨文英教授:GCG是一个古老的激素,与胰岛素同年发现,距今已有超过100年的历史[2]。自1922年GCG首次被发现以来,诸多科学家钻研其中,其中一个关键里程碑事件是人们发现了GCG的生理作用以及在2型糖尿病中的生理病理作用,这一概念导致了如今针对GCG靶点的不同策略的设计,开启了基于GCG单靶点及多靶点药物在糖尿病、肥胖、非酒精性脂肪肝等代谢性疾病的探索[2]。不过,关于GCG的分泌和调控仍存在许多未知领域,等待人们进一步研究、开发和应用,一定程度上GCG就像我们体内“最熟悉的陌生人”。
GCG的历史
杨文英教授:具体而言,GCG是由胰岛α细胞分泌的一种由29个氨基酸组成的肽,GCG受体(GCGR)主要在肝脏表达,在脂肪组织、心脏、肾脏等也有表达[3]。血糖水平、细胞因子和激素均参与调控GCG的分泌,GCG在调控血糖和促进代谢中发挥重要作用。
在机体需要时,促进葡萄糖生成:通过基础研究发现,GCG可通过与肝脏细胞表面的GCGR结合,激活腺苷酸环化酶,导致cAMP水平上升,cAMP的增加会激活蛋白激酶A(PKA),进而磷酸化并激活糖原磷酸化酶,促进糖原分解成葡萄糖释放到血液中。同时,GCG还促进肝脏中的糖异生过程,即从非糖前体(如氨基酸和乳酸)生成葡萄糖,这一过程涉及到多个酶的激活,包括磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和丙酮酸羧化酶(PC),它们在糖异生中起到关键作用。通过以上机制,GCG可在机体需要时,起到葡萄糖生成的生理作用。
根据机体血糖状态,调节血糖平衡:在低血糖状态下,GCG的分泌增加,以维持血糖稳定,这是低血糖反馈调节机制的一部分[4-5]。然而,在高血糖状态下,GCG的分泌反而会受到抑制,以避免血糖过度升高。1973年的研究中,通过给予受试者胰岛素以诱导低血糖,结果观察到GCG水平显著升高[6]。2003年的研究中,通过创建GCGR敲除小鼠模型,观察到这些小鼠在高血糖状态下的GCG分泌受到抑制[7]。这些研究结果表明,胰高血糖素在维持血糖稳态中发挥着关键作用,通过调节其分泌来应对不同的血糖状态。
促进氨基酸分解代谢:氨基酸的代谢可能产生氨,氨在肝脏可转化为水溶性尿素,统称为“尿素生成”。GCG并且还通过氨基酸转运蛋白的转录上调来增加氨基酸摄取。GCG这种在肝脏的作用有助于蛋白质通过肝-α细胞轴进行代谢[4-5]。
促进肝脏及周身脂肪分解:
在脂肪细胞中,GCG能够促进白色脂肪分解或棕色化,促进棕色脂肪活化,提高产热作用。 在肝脏中,GCG受体激活会磷酸化脂质合成途径中涉及的多种酶,从而直接抑制肝内从头脂肪合成。 此外,GCG还能够激活脂肪酶,促进肝脏脂肪分解;增强线粒体功能,通过激活InsP3R-I刺激肝线粒体脂肪酸β-氧化,调节脂肪代谢[4-5]。
杨文英教授:研究发现,GCG分泌失调发生在多种代谢紊乱中,例如肥胖、2型糖尿病、1型糖尿病和非酒精性脂肪肝。因此,为了更好地了解GCG分泌的调节以及探索其对于治疗疾病的可能性,GCG受体现已作为药物靶点进行研究。
作用于肝脏,减少脂肪合成,促进糖原分解、糖异生,提高肝细胞存活率,降低糖酵解,降低糖原生成。
作用于大脑,提高饱腹感,减少食物摄入。
作用于白色脂肪,促进产热作用,促进脂肪分解;作用于棕色脂肪,促进产热作用。
作用于胃肠道,减缓蠕动,延缓胃排空。
作用于肾脏,提高肾小球滤过率和水钠吸收。
改善胰岛β细胞功能,改善胰岛素抵抗。
杨文英 教授
主任医师、教授、博士生导师
现任亚洲糖尿病学会(AASD)副主席
曾任:中日友好医院内分泌代谢病中心主任、大内科主任、大内科教研室主任、医院学术委员会主任
曾任中华医学会糖尿病分会主任委员,荣誉主任委员
曾任《中华糖尿病杂志》创刊主编,现任荣誉主编
2012获得北京市科技进步一等奖,中华医学会科技进步二等奖
2012年度全国卫生系统先进个人,巾帼英雄等称号
2013年获亚洲糖尿病学会(AASD)首届糖尿病流行病学奖 2015年中华医学会糖尿病分会科学贡献奖 2015年获中国医师协会-医师报 医学贡献专家 2017年获首届国之名医-卓越建树奖 近几年已发表在国内、外核心期刊论文470余篇,如:NEJM,The Lancet diabetes& endocrinology,BMJ,Circulation,European Heart of Journal, Diabetes Care等