肥胖改变细胞反应对葡萄糖，在小鼠肝脏中使用较慢的代谢路径

根据小鼠的研究结果，使用2型糖尿病的健康细胞和细胞使用完全不同的途径来管理血糖水平。研究人员使用了一种反式OMIC方法，将来自基因（转录组织）和代谢物（代谢物）组合的数据来识别和连接响应葡萄糖的许多单独的过程。

“糖尿病的许多监管途径已经众所周知。我们所做的是展示糖尿病规例的总景观，”东京大学系统生物实验室的领导者Shinya Kuroda教授说。Kuroda的团队以前映射了响应于高或低浓度的胰岛素而激活不同的细胞信号传导途径。

“我们预计患健康和糖尿病之间的差异很小监管网络，但我们发现他们完全不同，“库罗多说。

肥胖老鼠缺乏大部分快速反应葡萄糖在健康的新陈代谢中发现，而是依赖于更慢的方法，如改变基因表达。

构建葡萄糖反应的跨界杂志网络

吃饭或吃饭后含糖饮料，胰岛素触发细胞允许葡萄糖分子从血液中移动到细胞中，其中葡萄糖被分解并转化为能量。在2型糖尿病中，细胞对胰岛素的不敏感，因此葡萄糖仍然在血液中导致延长的高血糖水平，称为高血糖。

数十年的糖尿病研究表明，当葡萄糖在细胞内时，许多信号通路变得活跃。许多代谢途径涉及酶和被称为代谢物的小分子，它们本身是代谢途径的产物。

Kuroda的团队研究了健康的小鼠和一种小鼠的遗传突变，导致小鼠在成年中产生暴食和开发糖尿病。所有小鼠喝了含糖水，然后研究人员在服用血液样本之前等待20分钟至四个小时，并将其肝脏解剖。肝脏是小鼠和人类的葡萄糖代谢的主要部位。

研究人员使用广泛的实验来鉴定响应葡萄糖而改变的分子。

在收集数据后，研究人员在科学数据库中搜索了他们在其测量中鉴定的任何葡萄糖响应分子的信息。数据库中的知识允许研究人员将这些单独的分子连接到细胞间信号通路网络。

Trans-Omics允许研究人员将一个长长的离散测量列表转换为关于电池对葡萄糖反应的广泛知识网。

科学数据库高度专业化的事实，分析很复杂，具有不同的数据库，专用于各种类型的分子。例如，关于基因的数据库未连接到关于酶的数据库。

项目研究助理Toshiya Kokaji，研究出版物的第一作者，估计需要四年时间来完成数据分析并构建跨界网络。

“现在定义了管道，我们可以完成数据分析和跨界网络建设一到两年，“Kokaji说。

研究人员用有关胰岛素信号传导的信息，转录因子（调节基因活性的蛋白质类型），酶，代谢反应和代谢物的信息建立了五分层的转型映射图。

映射细胞的不同葡萄糖反应

颜色编码葡萄糖响应分子，其在健康或中测量肥胖老鼠揭示了他们使用的巨大信号传导路径。

健康小鼠通过葡萄糖代谢副产品产生的酶和代谢物对葡萄糖迅速作出反应，在大约一小时内恢复到正常的血糖水平。

肥胖的小鼠缺乏大部分这种快速反应，而是改变几个小时内一些基因的表达并产生不同的分子以应对葡萄糖。

在肥胖老鼠身上采用这种缓慢且非常不同的方法符合对糖尿病作为新陈代谢控制的全球损害。另外，与在激活的特定路径相比，肥胖小鼠中使用的方法需要细胞将更多的能量消耗更多健康的细胞。

研究人员希望，跨组网络中包含的数据将允许研究界找到新的细胞信号通路来探索，无论是一般的还是葡萄糖特异性代谢。

该研究团队计划通过向网络添加其他信息层并在其他细胞类型中加入葡萄糖反应来继续进行葡萄糖响应的转换分析，这些细胞类型消耗大量葡萄糖，例如肌肉细胞。

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