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服用二甲双胍后的体重降低可能是通过 GDF15 介导?
出自识林
服用二甲双胍后的体重降低可能是通过 GDF15 介导?
2020-01-10
二甲双胍是治疗II型糖尿病最常用的处方药,自上个世纪50年代就开始用于临床。近年来的研究表明,二甲双胍也可预防或延迟II型糖尿病的发病,高危人群服用二甲双胍的患者会出现体重降低、血糖和胰岛素水平降低以及胰岛素敏感性增强等作用,二甲双胍对于胰岛素增敏的机理已经较为明确,但是服用这一药物使得体重稳定且持久的下降,其背后的原因却不甚清晰。
之前的一项研究表明,生长分化因子15(growth differentiation factor-15, GDF15),一种应激反应蛋白, 其血浆浓度可反映血糖异常患者服用二甲双胍的剂量,也就是说,GDF15可以作为使用二甲双胍的生物学标志物。12月9日,发表在Nature Metabolism上的一篇文章则指出,二甲双胍诱导的GDF15的增加对抑制食欲和促进减肥具有重要影响。由此可见,二甲双胍在降低体重方面的作用很可能与GDF15有很大的关系。
12月25日,来自英国剑桥大学的研究学者们在nature杂志上发表一篇文章,从临床、药理等角度对二甲双胍在降低体重、调节能量平衡等方面的作用进行了深入探究。
首先,研究人员通过两项独立随机对照临床试验 证实,在短期(2周)和长期(6、12、18周)给药条件下,二甲双胍都可提高血液循环中GDF15的水平。
在此基础上,研究团队以小鼠为模型,进一步分析了二甲双胍诱导的GDF15表达和体重降低的内在联系,并得出了以下结果。
(1)与野生型小鼠相比,敲除了cdf15基因或其配体——GDNF家族受体α样蛋白(GDNF family receptoralpha like,GFRAL)基因的小鼠在给予二甲双胍之后,其由高脂饮食造成的体重增加无法阻断。同时,二甲双胍对高脂饮食、肥胖小鼠的体重减轻可被GFRAL拮抗剂抗体阻断。总之,二甲双胍降低体重的作用的确是通过GDF15通路介导的。
(2)通过间接测热法分析可以发现,服用二甲双胍可显著增加代谢速率,但这一作用会被GFRAL拮抗剂抗体阻断,也就是二甲双胍可通过诱导GDF15高表达,进而减少食物摄入、增加能量消耗,最终导致体重的下降。
(3)通过口服葡萄糖耐量试验,研究人员发现二甲双胍降低空腹血糖、胰岛素水平以及改善糖耐量的作用都可不依赖于GDF15通路,但二甲双胍在增强胰岛素敏感性上的作用可能是通过GDF15实现的。
(4)通过检测小鼠服用二甲双胍后GDF15 mRNA在各组织中的水平, 表明至少在口服给药时,GDF15的mRNA在远端小肠、结肠和肾脏中的表达显著增加。与之前实验一致,肠是二甲双胍的主要作用器官,而在这篇文章中作者发现肠也是二甲双胍诱导GDF15表达的主要场所,提示二甲双胍可能在肠中通过这一通路发挥重要作用。
总之,研究团队通过此项研究,证实了在降低体重这一点上,二甲双胍减少食物摄入、增加能量消耗都可通过GDF15介导,但其降低空腹血糖和胰岛素水平、改善糖耐量的作用都可不依赖于GDF15通路,此外,二甲双胍还可能通过GDF15增强胰岛素敏感性。
最后,研究团队表示,在GDF15与体重变化的相关性实验中,虽然这一相关结果有统计学意义,但并不显著,也就是有些个体服药后GDF15水平有增加但是体重却没有降低,但是基于大量、长期的观察结果,这一相关性仍然可以得到证实。
作者:识林-柠
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参考资料
[1] Anthony P. Coll. et al. GDF15 mediates the effects of metformin on body weight and energy balance. Nature.
[2] Emily A. Day. et al.Metformin-induced increases in GDF15 are important for suppressing appetite and promoting weight loss. Nat.Metabolism.