科學家揭開胰島素分泌新秘密

美國詹姆士·麥迪遜大學（JMU）的科學家們針對果蠅體內製造胰島素的細胞展開研究，發現胰島素的分泌會受到腸道荷爾蒙的影響，且隨著年齡增長而減少，對覓食行為的影響則微乎其微。這項研究成果為人類新陳代謝的研究提供了全新視角。

胰島素是一種關鍵的荷爾蒙，在許多生物體內負責調節新陳代謝。當食物充足時，胰島素能促進能量的吸收與儲存；而在饑餓時期，胰島素的分泌量會下降，促使身體節約能量或尋找替代能源。維持這一系統的精準平衡對生存至關重要，一旦失衡，就可能引發糖尿病等代謝性疾病。

在人體中，胰島素由胰臟分泌。與之不同的是，果蠅體內的胰島素是由腦部的特殊神經細胞產生，這些細胞會直接將胰島素釋放到血淋巴（昆蟲的血液）中。儘管存在這種差異，果蠅的胰島素系統與人類的十分相似。

德國巴伐利亞的尤利烏斯 - 馬克西米利安大學（JMU）的科學家們對果蠅的胰島素分泌細胞進行了深入研究。他們試圖揭示果蠅腦部的這些細胞如何與其他神經元協同工作，以應對新陳代謝需求和內部狀態的變化。該研究成果已發表在科學期刊《eLife》上，JMU生物中心神經生物學與遺傳學系的埃米·諾特研究小組負責人揚·阿切博士主持了這項研究。

目前，對於活體昆蟲體內的胰島素分泌細胞（IPC）如何應對能量平衡的變化，我們所知甚少。為了填補這一知識空白，揚·阿切的團隊採用了一種新方法，能夠在不同條件下記錄活體果蠅體內個別IPC的活動。

他們發現，當果蠅透過食物攝取糖分時，IPC會釋放胰島素，但直接將糖分注射到血淋巴中時，則不會引發這種反應。揚·阿切解釋道：「在人類身上，這種現象被稱為腸促胰島素效應。」這表明，胰島素的分泌不僅僅受血糖水平升高的控制，還涉及更複雜的腸道荷爾蒙機制。

JMU團隊還發現，老年果蠅的IPC活性明顯降低。這意味著，果蠅處理糖分的方式可能會隨著年齡增長而改變，這一現象與人類相似。

果蠅的覓食行為與其能量儲備的波動密切相關，而能量儲備又與胰島素的分泌有關。維爾茨堡的研究團隊希望進一步瞭解這些關係。於是，研究人員透過光遺傳學技術刺激IPC，模擬進食後血糖升高的正常反應。結果顯示，與其他神經細胞相比，胰島素分泌細胞在調節覓食行為方面的作用相對較小。

揚·阿切表示：「透過這些實驗，我們對果蠅體內控制胰島素分泌的神經迴路有了更深入的瞭解。」這將為進一步的研究奠定基礎，最終可能會產生與人類健康和糖尿病等疾病相關的重要發現。儘管人類和果蠅在外觀上有很大差異，但在遺傳學和新陳代謝方面，包括神經系統功能和代謝調節的核心方面，仍存在一些相似之處。

參考文獻：Rituja S Bisen、Fathima Mukthar Iqbal、Federico Cascino - Milani、Till Bockemühl和Jan M Ache所著的《Nutritional state - dependent modulation of insulin - producing cells in Drosophila》，發表於2025年1月29日的《eLife》，DOI: 10.7554/eLife.98514