果蝇与人类非常相似，利用脑细胞对糖产生反应来释放胰岛素，这种反应会随着年龄的增长而减弱，这为了解代谢疾病提供了新的思路。
维尔茨堡大学的科学家研究了果蝇的胰岛素分泌细胞，发现胰岛素分泌受肠道激素的影响，随着年龄的增长而减少，对觅食的影响极小，这为人类的新陈代谢提供了见解。
胰岛素是调节许多生物体新陈代谢的关键激素。当食物充足时，胰岛素有助于能量的吸收和储存。在饥饿期间，胰岛素产量会减少，促使身体保存能量或寻找替代来源。保持该系统的精确平衡对于生存至关重要；破坏平衡会导致糖尿病和其他代谢紊乱。
人类的胰岛素是在胰腺中产生的。相比之下，果蝇的胰岛素是在大脑中的特殊神经细胞中产生的。这些细胞直接将胰岛素释放到血淋巴中，血淋巴相当于昆虫的血液。尽管存在这种差异，但果蝇的胰岛素系统与人类的胰岛素系统非常相似。
发表于 eLife 杂志德国巴伐利亚州维尔茨堡大学 (JMU) 的科学家现在对果蝇的胰岛素生成细胞进行了更深入的研究。他们旨在揭示果蝇大脑中的这些细胞如何与其他神经元协同工作，对代谢需求和内部状态变化产生协同反应。
图像中洋红色部分显示的是胰岛素产生细胞 (IPC) 和第二组神经细胞（DH44 阳性细胞，绿色），它们与 IPC 一起调节昆虫能量平衡的核心方面。图片来源：Rituja Bisen / 维尔茨堡大学
研究结果已发表在科学期刊《eLife》上。JMU 生物中心神经生物学和遗传学系 Emmy Noether 小组负责人 Jan Ache 博士负责这项研究。
追踪单个细胞的活动活体昆虫体内的胰岛素生成细胞 (IPC) 如何应对能量平衡的变化？目前对此知之甚少。为了弥补这一知识空白，Jan Ache 的团队采用了一种方法，可以在不同条件下记录活体果蝇体内单个 IPC 的活动。
他们发现，当苍蝇在饮食中摄入糖分时，IPC 会释放胰岛素，但当糖分直接注入血淋巴时则不会。
Jan Ache 解释说：“在人类中，这种现象被称为肠促胰岛素效应。”这表明胰岛素分泌不仅仅是由血糖水平的升高控制的，还受到涉及肠道激素的更复杂机制的控制。
JMU 研究小组还发现，年老苍蝇的 IPC 活性要低得多。因此，昆虫处理糖的方式可能会随着年龄的增长而改变——与人类类似。
对觅食行为的影响研究果蝇的觅食行为与其能量储备的波动密切相关，而能量储备的波动又与胰岛素分泌有关。维尔茨堡团队还想进一步了解这些关系。
因此，研究人员通过光遗传学方法刺激了 IPC，模拟了进餐后血糖水平升高的正常情况。结果表明，与其他神经细胞相比，胰岛素分泌细胞在调节觅食行为方面只发挥了很小的作用。
研究可能与人类相关Jan Ache 表示：“通过实验，我们进一步了解了控制果蝇胰岛素分泌的回路。”这使我们能够进行进一步的研究，最终可能得出与人类健康和糖尿病等疾病相关的发现。尽管人类和果蝇在外观上有很大不同，但它们在遗传学和新陈代谢方面有一些相似之处，包括神经系统的功能和代谢调节的核心方面。
参考文献：Rituja S Bisen、Fathima Mukthar Iqbal、 Federico Cascino-Milani、Till Bockemühl 和 Jan M Ache 撰写的“果蝇胰岛素分泌细胞的营养状态依赖性调节”，2025 年 1 月 29 日，eLife。DOI：10.7554/eLife.98514
来源：维尔茨堡大学
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