生物节律与肝脏能量代谢

图1 核心时钟中典型的转录反馈回路. CLOCK-BMAL1和NPAS2-BMAL1异二聚体可激活PER, CRY, REV-ERBA, ROR基因的转录. PER和CRY蛋白反过来抑制CLOCK-BMAL1和NPAS2-BMAL1所依赖的转录. REV-ERBA和ROR蛋白可竞争性结合RORE以调控BMAl1基因的节律转录. PER: 周期基因; CRY: 隐花色素基因; REV-ERBA: 核受体亚家族1D; ROR: RAR相关的孤儿受体; RORE: ROR反应元件结合位点; CLOCK: 时钟基因; NPAS2: 神经元PAS结构域蛋白2; BMAL1: 芳烃受体核转位蛋白1.

图2 细胞内葡萄糖的昼夜节律代谢. GLUT是昼夜节律性表达的, 在活动阶段可以有效的吸收葡萄糖, 在休息阶段可释放葡萄糖. 胰岛素信号可进一步刺激葡萄糖摄取. 胰岛素受体的表达和敏感性受生物钟的调节. 肝细胞和肌肉中的葡萄糖可有效地储存为糖原, 该反应限速酶糖原合成酶2 (glycogen synthase, GYS2)也处于节律控制之下. PCK1具有节律性, 它受胰高血糖素调控, 而胰高血糖素信号受到CRY蛋白的负调控. 糖皮质激素可刺激糖异生, CRY蛋白可以抑制糖皮质激素受体影响上述过程. 葡糖糖也可以由其他代谢物合成, 这些代谢物在糖异生过程中受REV-ERBA的节律性调节. GLUT: 葡萄糖转运蛋白; GYS2: 糖原合成酶2; PCK1: 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1; CREB: 环磷腺苷效应元件结合蛋白; cAMP: 环磷酸腺苷; CLOCK:时钟基因; BMAL1: 芳烃受体核转位蛋白1; CRY: 隐花色素基因; REV-ERBA: 核受体亚家族1D.