改寫認知！《自然》：我們吃下的糖去哪了？研究發現意想不到的機制

我們吃進身體里的糖去哪了？對于這一問題，教科書上會告訴我們，一部分糖用于能量生成，而多余的糖則轉化為糖原，儲存在肝臟和肌肉中。當身體需要能量供給時，糖原又會被分解為葡萄糖。糖原代謝過程受到一系列酶的精密調控。

而過量糖原與許多常見的疾病相關，例如糖尿病、肥胖、肝臟疾病和心臟病。此外，糖原儲存疾病是一類罕見的遺傳性疾病，患者體內糖原的合成或分解出現異常，這一疾病目前幾乎沒有治療選項。

圖片來源：123RF

最近，《自然》雜志上發表的一項突破性研究，或許將改寫我們對糖原代謝的經典認知。研究人員發現了一個此前從未被揭示的調控機制：身體能夠使用泛素蛋白來直接調節儲存的糖。這一發現不僅打開了該領域的新大門，更可能為糖尿病、心血管疾病帶來新的治療啟示。

泛素是一種在細胞內負責清除工作的蛋白類型。打個比方來說，它就如同細胞的“垃圾處理標簽”，專門負責標記那些需要回收或清除的受損蛋白。但在過去，科學界普遍認為泛素只作用于蛋白質，此次研究也讓我們對泛素機制有了全新認識。

研究團隊在過去數年中，一直在研發和借助非蛋白質底物泛素剪切技術（NoPro-clipping）探索泛素化機制。這項技術結合了泛素剪切酶和分選酶標記，首次能夠通過質譜檢測非蛋白質的泛素化事件。

研究中，研究人員使用了一種叫做HOIL-1L的E3泛素連接酶，這種酶能夠將泛素連接到糖原上。通過巧妙的化學誘導系統，他們讓HOIL-1L與糖原在細胞內近距離接觸，結果泛素不僅成功標記了糖原，還導致糖原含量顯著下降。

圖片來源：123RF

更深入的實驗顯示，泛素化的糖原被引導至細胞的溶酶體中進行降解。當使用藥物抑制溶酶體功能時，泛素化的糖原反而積累增多；而當抑制整個泛素系統時，糖原就無法被送達溶酶體。這一系列實驗清晰地證明，泛素就像是給糖原貼上了垃圾清除的標簽。

小鼠實驗中，研究團隊檢測了小鼠腦、心、肺、肝、骨骼肌等器官，他們驚訝地發現所有含糖原的組織中都存在泛素化糖原，其中肝臟和骨骼肌含量最高。

隨后進行的饑餓實驗進一步揭示了泛素-糖原的動態變化。當小鼠禁食6小時，肝臟糖原迅速下降了90%，但泛素化糖原卻增加了8倍。這意味著在身體急需能量時，泛素會更積極地標記糖原。不過，在實際過程中，泛素化可能不僅僅是“送糖原去降解”，還可能在糖原動員中扮演更復雜的角色。

另一部分結果顯示，小鼠禁食24小時后，泛素化糖原也降至極低水平。而在重新進食3小時后，糖原水平逐漸恢復，但泛素化糖原并未立即恢復，說明新合成的糖原最初是沒有泛素標簽的。這一動態變化提示，泛素化糖原是高度調控的、響應生理信號的動態過程。

研究者指出，當下還沒有直接靶向糖原分子本身的療法。但如果能夠開發出藥物，通過調控糖原的泛素化來直接清除過量糖原，將有望幫助糖原儲存疾病以及肥胖癥患者。

參考資料：

[1] Jochem, M., Cobbold, S.A., Goodman, C.A. et al. Ubiquitination of glycogen and metabolites in cells and tissues. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10548-x

歡迎轉發到朋友圈，謝絕轉載到其他平臺。如有開設白名單需求，請在“學術經緯”公眾號主頁回復“轉載”獲取轉載須知。其他合作需求，請聯系wuxi_media@wuxiapptec.com。

免責聲明：本文僅作信息交流之目的，文中觀點不代表藥明康德立場，亦不代表藥明康德支持或反對文中觀點。本文也不是治療方案推薦。如需獲得治療方案指導，請前往正規醫院就診。