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醫學部劉寶華特聘教授團隊在Nature metabolism期刊發表研究論文

發布時間:2019-11-20

近日,深圳大學醫學部劉寶華特聘教授團隊在《Nature metabolism》上發表了題為“SIRT7 couples light-driven body temperature cues to hepatic circadian phase coherence and gluconeogenesis”(DOI: http://doi.org/10.1038/s42255-019-0136-6)的文章。劉寶華教授為通訊作者,劉佐君助理教授和錢民先副教授為共同第一作者。

人體的晝夜節律系統包括中央節律鐘(central pacemaker)和外周節律鐘(peripheral clocks)。中央節律鐘位于下丘腦的視交叉神經上核(suprachiasmatic nuclei,SCN)),其通過接收光信號進而調控生理和行為的晝夜節律。外周節律鐘存在于幾乎所有的外周組織以及細胞中,其主要受到進食行為的影響。人體的晝夜節律系統需要時刻維持著同步化,即相位的協調一致性(phase coherence)。研究表明,SCN通過影響進食行為、荷爾蒙的分泌、神經系統以及體溫進一步維持外周節律鐘的同步化。然而,外周節律鐘如何接收到來自于SCN驅動的同步化信號依然有待于進一步的探索。

該研究發現肝臟中的SIRT7蛋白水平的節律受到光信號的調控,并且不依賴于進食行為。光信號通過SCN驅動了體溫(Body temperature,BT)的晝夜節律,進一步影響了熱激蛋白HSP70與SIRT7的相互作用,HSP70在體溫升高的時候介導了SIRT7蛋白的降解。這表明SIRT7是肝臟中較為早期的接收到SCN信號的蛋白。進一步的研究發現SIRT7可以直接對節律鐘的核心蛋白Cryptochrome 1(CRY1)的K565和K579進行去乙酰化,并且促進E3 ligase FBXL3復合物所介導的CRY1的泛素蛋白酶體降解。Sirt7突變小鼠肝臟節律基因的振幅有明顯的降低,而且相位發生明顯的位移。更重要的是,Sirt7突變小鼠肝臟節律基因能夠更快地適應進食所介導的肝臟節律基因的相位移動,這表明肝臟的SIRT7整合了SCN調控的體溫信號和肝臟的節律鐘。最后對Sirt7突變小鼠的肝臟糖代謝的研究發現,SIRT7特異性地調控了光周期條件下的肝臟糖異生,而Sirt7突變導致光周期條件下血糖的明顯降低。該研究揭示了一條新的信號途徑BT/HSP70-SIRT7-CRY1介導了中央節律和外周節律的同步化過程。

該研究獲得了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、廣東省科技項目和深圳市科創委、發改委的資助。

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SIRT7 ensures phase coherence between the central and peripheral clocks and maintains glucose homeostasis