近期，Nature子刊nutrition & diabetes 發(fā)表了題為《L-valine is a powerful stimulator of GLP-1 secretion in rodents and stimulates secretion through ATP-sensitive potassium channels and voltage-gated calcium channels》的研究文章，本文詳細(xì)探討了L-纈氨酸在嚙齒類動(dòng)物中作為胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）分泌的強(qiáng)效刺激物的作用機(jī)制，并評(píng)估了其在體內(nèi)的有效性。研究通過(guò)體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)，揭示了L-纈氨酸刺激GLP-1分泌的分子機(jī)制。

背景

GLP-1是一種重要的葡萄糖穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)激素，也是調(diào)節(jié)能量攝入的關(guān)鍵因素。它因在治療2型糖尿病（T2D）和肥胖癥中的成功應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注。GLP-1由胃腸道內(nèi)的腸內(nèi)分泌細(xì)胞在攝入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后分泌。通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)內(nèi)源性GLP-1分泌可能是一種有價(jià)值的替代現(xiàn)有GLP-1受體激動(dòng)劑（GLP-1RAs）的方法，因?yàn)镚LP-1的降食欲和降血糖作用至少部分是通過(guò)其釋放后立即激活局部感覺(jué)神經(jīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而這可能是GLP-1RAs無(wú)法做到的。此外，靶向GLP-1分泌還可能增加其他腸道激素的分泌，從而增強(qiáng)胰島素促泌和降食欲效果。

然而，關(guān)于內(nèi)源性GLP-1分泌調(diào)節(jié)的知識(shí)還遠(yuǎn)不完善，特別是蛋白質(zhì)消化產(chǎn)物刺激GLP-1釋放的機(jī)制尚不清楚。此前的研究表明，在所有天然氨基酸中，L-纈氨酸是刺激大鼠小腸上部GLP-1釋放的最強(qiáng)效的管腔刺激物，因此L-纈氨酸成為通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)GLP-1分泌的一個(gè)有趣靶點(diǎn)。

方法

本研究旨在調(diào)查口服L-纈氨酸對(duì)小鼠的影響，并使用離體灌流大鼠小腸和GLUTag細(xì)胞模型來(lái)識(shí)別L-纈氨酸刺激GLP-1釋放的分子機(jī)制。此外，還使用離體灌流大鼠結(jié)腸模型研究了L-纈氨酸對(duì)遠(yuǎn)端腸道激素分泌的影響。

實(shí)驗(yàn)

體內(nèi)實(shí)驗(yàn)：雄性C57BL/6JRj小鼠（n=8/組）口服給予L-纈氨酸（1g/kg）、D-葡萄糖（2g/kg）或水（對(duì)照組，n=6），并在不同時(shí)間點(diǎn)收集血液樣本以測(cè)量血糖和活性GLP-1水平。結(jié)果顯示，口服L-纈氨酸增加的血漿活性GLP-1水平與口服葡萄糖相當(dāng)，支持L-纈氨酸是體內(nèi)GLP-1釋放的強(qiáng)效刺激物。

離體灌流大鼠小腸實(shí)驗(yàn)：在離體灌流的大鼠小腸中，管腔給予L-纈氨酸（50mM）強(qiáng)烈刺激GLP-1釋放（P<0.0001）。使用鈣通道阻滯劑尼非地平（nifedipine）抑制電壓門控鈣通道后，GLP-1反應(yīng)顯著降低（P<0.01），表明L-纈氨酸誘導(dǎo)的GLP-1釋放依賴于電壓門控鈣通道的激活。此外，用KATP通道開(kāi)放劑二氮嗪（diazoxide）處理完全阻斷了L-纈氨酸誘導(dǎo)的GLP-1反應(yīng)（P<0.05），提示L-纈氨酸誘導(dǎo)的去極化來(lái)源于其代謝和KATP通道的開(kāi)放。

GLUTag細(xì)胞實(shí)驗(yàn)：使用不同濃度的L-纈氨酸處理GLUTag細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)所有測(cè)試濃度（50μM至50mM）均數(shù)值上增加了GLP-1分泌。此外，使用Fluo-4鈣熒光染料實(shí)時(shí)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)鈣動(dòng)員，發(fā)現(xiàn)10mM和50mM的L-纈氨酸顯著增加了細(xì)胞內(nèi)鈣水平（P<0.05）。

離體灌流大鼠結(jié)腸實(shí)驗(yàn)：在離體灌流的大鼠結(jié)腸中，管腔給予L-纈氨酸（50mM）趨于刺激GLP-1和肽酪酪肽（PYY）的釋放，盡管與基線分泌相比差異不顯著。測(cè)量L-纈氨酸的吸收情況發(fā)現(xiàn)，L-纈氨酸確實(shí)被吸收，但吸收效果不如在小腸中顯著，支持L-纈氨酸刺激GLP-1分泌與其吸收和代謝相關(guān)的理論。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使用了ALPCO品牌的GLP-1 ELISA試劑盒（貨號(hào)：80-GLP1A-CH01）來(lái)精確測(cè)量血液和灌流液中的GLP-1濃度。該試劑盒的高靈敏度和特異性確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，為揭示L-纈氨酸刺激GLP-1分泌的分子機(jī)制提供了有力支持。

結(jié)論

L-纈氨酸是嚙齒類動(dòng)物中GLP-1釋放的強(qiáng)效刺激物。研究提出，L-纈氨酸的細(xì)胞內(nèi)代謝導(dǎo)致KATP通道關(guān)閉和電壓門控鈣通道開(kāi)放，從而參與L-纈氨酸誘導(dǎo)的GLP-1釋放。營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)GLP-1分泌可能是一種有價(jià)值的策略，通過(guò)增加內(nèi)源性GLP-1水平來(lái)促進(jìn)葡萄糖穩(wěn)態(tài)和減少食欲。此外，研究還表明，L-纈氨酸在遠(yuǎn)端腸道（如結(jié)腸）中也能刺激GLP-1和PYY的分泌，盡管效果不如在小腸中顯著。

ALPCO品牌的GLP-1 ELISA試劑盒（貨號(hào)：80-GLP1A-CH01）在本研究中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，其高精度和可靠性確保了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為揭示L-纈氨酸刺激GLP-1分泌的分子機(jī)制提供了有力支持。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步探討L-纈氨酸在人類中的效果，以及其在治療2型糖尿病和肥胖癥中的潛在應(yīng)用。

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