【醫療健康】香港大學理學院化學團隊最近於降血糖研究取得突破進展，研究確認營養補劑鉻元素可增加細胞對葡萄糖代謝，為降血糖研究提供新思路！該研究成果於國際著名學術期刊《自然·通訊》（Nature Communications）上發表。
醫療健康｜港大研發降血糖新方法
港大研究確認，營養補充劑鉻元素（III）可通過抑制三磷酸腺苷（ATP）合成酶 (ATP synthase) 的活性，調節細胞能量穩態，增加細胞對葡萄糖的代謝能力，改善由高糖引起的線粒體形變，並提高二型糖尿病小鼠對葡萄糖的代謝能力。
新型螢光探針 改善葡萄糖代謝機制
為了找到鉻（III）蛋白標靶及其作用機制，研究團隊開發了新型的螢光探針，實現鉻（III）蛋白組在細胞內的高分辨時空示蹤及鑑定。實驗進一步揭示鉻（III）取代 ATP synthase活性中心的鎂離子，從而降低其活性，改善葡萄糖代謝的機制。這一研究結果為降血糖研究提供了新的思路。
營養補充劑鉻元素是什麼？
「鉻（III）是一種常用的營養補充劑，常被用於治療糖尿病、減肥和促進肌肉發育等方面。但科學家們一直無法確定鉻（III）在生物體內的蛋白質標靶和作用機制。研究團隊使用了基於螢光探針的新方法，成功解決了這個科學難題，揭示了鉻（III）的蛋白標靶和分子機制。這是一個極為重要的研究成果，對基礎科學和人類健康應用領域都有著重要意義。」領導團隊的孫紅哲教授說。
每年近200萬人死於糖尿病
糖尿病是一種慢性的代謝疾病，全球超過5億人患有此病，每年造成近200萬人死亡，且超過95%的糖尿病患者患有二型糖尿病（T2DM），嚴重危害健康。三價鉻（鉻（III））此前已於對抗二型糖尿病的動物實驗中顯示功效，並已被廣泛用於糖尿病治療、減肥以及肌肉發育的營養補劑。目前鉻（III）是美國市場上第二暢銷的礦物質補劑，僅次於鈣。
鉻可改善葡萄糖代謝
目前普遍認為，鉻（III）可以改善葡萄糖代謝，保持正常血糖水準，調節碳水化合物和脂類代謝，並增強胰島素信號。然而，其中潛在的分子機制仍不清楚，這是因為難以確定鉻（III）的生理作用分子標靶。這些生物分子對於了解鉻（III）的生理學和藥理學作用至關重要。
成功合成鉻結合蛋白的螢光探針
研究團隊成功合成了一種能夠在活細胞內識別鉻（III）結合蛋白的螢光探針，這種探針能夠幫助研究人員更好地理解鉻（III）結合蛋白質在活細胞中的位置和功能。通過進一步實驗後，團隊確認了人體細胞中第一個鉻（III）蛋白組，並發現鉻（III）結合在ATP synthase活性中心後，會取代酶底物的鎂離子，從而降低ATP合成酶的酶活性並啟動下游通道，減緩高血糖對線粒體的損傷，改善葡萄糖代謝。這個作用模式在二型糖尿病小鼠模型中得到了驗證。
改善高血糖應激的問題
此外，這項研究還解決了鉻（III）如何在分子水平上改善高血糖應激的問題，同時，該探針也可廣泛用於其它金屬離子結合蛋白的監測。由於確認了多個鉻（III）結合蛋白質，這項研究也為以後深入研究鉻（III）在其他疾病（如抗神經退化性疾病和抗衰老）中的藥理作用開啟了新的視野。
螢光探針解決鉻元素分子標靶鑑定難題
該研究在《自然·通訊》期刊獲得了多位審稿人的高度評價。他們認為這項研究利用了一種螢光探針，巧妙地解決了七十多年來鉻元素分子標靶鑑定的重大難題。而且，研究人員還成功地使用了螢光成像與質譜聯用的方法，來鑑定鉻結合蛋白。
