生物通报道 云南大学的研究人员证实,在营养剥夺的情况下章鱼胺(Octopamine)连接了营养信号与脂类代谢。这一研究发现发布在5月6日的《Science Advances》杂志上。

云南大学的张克勤(Ke-Qin Zhang)教授及邹成钢(Cheng-Gang Zou)教授是这篇论文的共同通讯作者。张克勤主要从事食线虫菌物、微生物分子生物学和基因与蛋白组学方面的研究,在Nat Commun, pNAS等刊物发表SCI论文160余篇,获多项科学进步奖奖励。邹成钢教授现主要从事代谢疾病和微生物-宿主相互作用的分子机制研究。

多年来,张克勤教授及邹成钢教授合作取得不少重要的研究成果。2014年,他们通过研究发现在病原细菌绿脓杆菌感染秀丽隐杆线虫过程中,自噬参与宿主对绿脓杆菌的防御。该研究揭示了一种自噬在固有免疫中的新作用机制,研究论文发表在pNAS杂志上(云南大学研究团队揭示自噬在固有免疫新作用)。

2015年1月,二人领导云南大学生物资源保护与利用重点实验室的研究人员在国际著名学术期刊《pLOS pathogens》发表研究成果。这项研究解析了miRNA在先天免疫中所起的作用,该研究表明,在线虫先天免疫反应过程中,mir-233是未折叠蛋白反应(UpR)的一个重要调节因子(云大首席科学家pLOS:miRNA在先天免疫中的作用)。

2016年2月,张克勤教授及邹成钢教授证实,定居肠道的细菌通过生成一氧化氮(NO)促进了线虫的天然免疫。这项研究工作提供了一个共生菌对抗病原菌的范例,证实了共生菌在宿主免疫中所起的重要作用。研究发现发布在Cell Reports杂志上(云南大学Cell子刊发表免疫新成果 )。

在最新的Science Advances文章中,张克勤、邹成钢与合著作者们指出,在动物体内生物胺调节了各种各样的生理功能。在无脊椎动物物种如昆虫和线虫中,哺乳动物去甲肾上腺素(norepinephrine)的功能类似物章鱼胺与缺乏食物相关的一些反应有关联。在果蝇中,章鱼胺促进了响应饥饿的自发活动和觅食行为。在独立生存的秀丽隐杆线虫中,外源添加章鱼胺可以抑制产卵和吞咽。因此,似乎章鱼胺可以模拟一种饥饿样信号。在某些脊椎动物物种中,在饥饿条件下可观察到去甲肾上腺素水平增高。然而,目前对于章鱼胺或去甲肾上腺素在营养剥夺中所起的确切作用仍不是很清楚。

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研究人员报告称发现,在独立生存的秀丽隐杆线虫中章鱼胺生物合成上调是适应饥饿的一种机制。在营养剥夺的过程中,已知可感知营养信号的核受体DAF-12上调了RIC神经元中tbh-1的表达。tbh-1编码了章鱼胺生物合成的一种关键酶酪胺β-羟化酶。在肠中章鱼胺通过它的受体SER-3诱导了脂肪酶基因lips-6表达。LIpS-6转而引起了脂肪动员。

这些研究结果揭示出,章鱼胺充当内分泌调控因子连接了营养信号和脂肪分解,维持了能量稳态,表明这样一种机制有可能在不同的生物体中进化保守。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

Octopamine connects nutrient cues to lipid metabolism upon nutrient deprivation

Starvation is probably the most common stressful situation in nature. In vertebrates, elevation of the biogenic amine norepinephrine levels is common during starvation. However, the precise role of norepinephrine in nutrient deprivation remains largely unknown. We report that in the free-living nematode Caenorhabditis elegans, up-regulation of the biosynthesis of octopamine, the invertebrate counterpart of norepinephrine, serves as a mechanism to adapt to starvation. During nutrient deprivation, the nuclear receptor DAF-12, known to sense nutritional cues, up-regulates the expression of tbh-1 that encodes tyramine β-hydroxylase, a key enzyme for octopamine biosynthesis, in the RIC neurons. Octopamine induces the expression of the lipase gene lips-6 via its receptor SER-3 in the intestine. LIpS-6, in turn, elicits lipid mobilization. Our findings reveal that octopamine acts as an endocrine regulator linking nutrient cues to lipolysis to maintain energy homeostasis, and suggest that such a mechanism may be evolutionally conserved in diverse organisms.

作者简介:

张克勤

1982年本科毕业于贵州农学院植物保护系,1989年获理学硕士学位,1998年获中国农业大学博士学位,师从裘维蕃院士。1995年破格晋升为教授。先后任贵州农学院植病教研室主任、植保系系主任、贵州大学校长助理、省青年联合会副主席等。1998年作为云南省一层次人才引进到云南大学,工作至今。现任云南大学副校长,兼理科学术委员会主任、省部共建生物资源保护与利用国家重点实验室培育基地主任、《云南大学学报》主编、《Recent patents in Biotechnology》编委、《Mycology》编委、《真菌学报》编委、遗传资源与进化国家重点实验室和真菌学国家重点实验室学术委员会委员等。

张克勤教授作为通讯作者在Nat Commun, pNAS,pLoS pathog,JACS等刊物发表SCI论文161篇,引用达2806次,他引1970次,并作为第一获奖人分别获国家科技进步二等奖1项、省部级自然科学和科技进步一等奖6项、中国专利局中国专利金奖1项、国家发明专利授权49项。此外,张克勤教授还先后获何梁何利奖、全国优秀教师奖等具有重要影响力的奖项。

邹成钢

云南大学生命科学学院教授、博士生导师,云南大学引进人才,云南省学科和学术带头人。2001年获澳大利亚新英格兰大学(UNE)医学生物学专业博士学位;2001年11月-2004年6月在美国内布拉斯加大学林肯分校(UNL)生物化学系完成博士后研究后,2004年8月到云南大学生命科学学院工作。现主要从事代谢疾病和微生物-宿主相互作用的分子机制研究。以第一或通信作者在pNAS、Nat Commun、J Biol Chem、pLoS pathog、Environ Microbiol、J Immunol、Endocrinology、Am J pathol、Antioxi Redox Signal等国际知名生物医学刊物发表SCI论文26篇,影响因子超过125,这些文章SCI他引超过400次。主持和完成国家自然科学基金项目5项、科技部973前期和教育部重点基金项目各1项。