葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4 在魚類糖代謝中的作用研究進(jìn)展

吳杉杉，鄧瑤，霍歡歡，彭墨

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045）

硬骨魚比哺乳動(dòng)物不耐受葡萄糖，尤其是肉食性魚類[1]。在哺乳動(dòng)物中，葡萄糖從血液運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)由葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族（GLUTs）完成[2]，目前已報(bào)道了14 種不同的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，即GLUT1～12、HMIT 和GLUT14[3]。GLUT1～4 主要介導(dǎo)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)，其他GLUTs 主要介導(dǎo)果糖轉(zhuǎn)運(yùn)等功能[3]。GLUT1、GLUT2 和GLUT3 分別廣泛分布于紅細(xì)胞、胰腺[4]，肝、胰[5]和神經(jīng)組織中[3]，GLUT4 則在骨骼肌和脂肪組織中高度表達(dá)[6]，介導(dǎo)組織細(xì)胞攝取葡萄糖。

GLUT4 協(xié)助葡萄糖通過細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層進(jìn)入細(xì)胞，形成組織葡萄糖動(dòng)態(tài)供給平衡，維持機(jī)體正常的糖代謝[7]。自發(fā)現(xiàn)GLUT4 以來(lái)，深入研究了其結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)存部位、功能以及參與葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的相關(guān)信號(hào)途徑等[8-11]，在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)GLUT4 參與了PI3K/Akt、AMPK、PKC 等信號(hào)通路調(diào)節(jié)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)[12-14]。

目前在魚類中多研究GLUT4 的基因序列分析、組織表達(dá)。Li 等[15]分析了卵形鯧鲹（Trachinotus ovatus）、軍曹魚（Rachycenton canadum）和尼羅羅非魚（Oreochromis niloticus）GLUT4 的表征；劉含亮[16]研究了羅非魚GLUT4 的組織表達(dá)，但缺乏長(zhǎng)期以來(lái)涉及葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的研究。本文綜述了GLUT4在魚類中的發(fā)現(xiàn)歷程、結(jié)構(gòu)、功能和轉(zhuǎn)運(yùn)方式以及相關(guān)信號(hào)通路的最新研究成果，為進(jìn)一步了解魚類中GLUT4 的作用和機(jī)制提供理論基礎(chǔ)。

1 魚類中GLUT4 的發(fā)現(xiàn)歷程

最初，廣泛研究了魚類不耐受葡萄糖的機(jī)理。Wright 等[17]研究指出，羅非魚外周組織中缺乏GLUT4，是一種自然發(fā)生的GLUT4 基因缺失。Legate 等[18]在虹鱒（Oncorhynchus mykiss）、美洲鰻鱺（Anguilla rostrata）、黑（Ameiurus melas）的白肌和紅肌以及心臟中都沒有檢測(cè)到哺乳動(dòng)物類型的GLUT4，因此，猜測(cè)硬骨魚體內(nèi)缺乏GLUT4 是魚類不耐受葡萄糖的一大原因。隨后Josep 實(shí)驗(yàn)室[19]從褐鱒（Salmo trutta）肌肉中克隆了一種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（btGLUT）。它與哺乳動(dòng)物的GLUT4 具有很高的序列同源性，主要在紅肌和白肌中表達(dá)，這是褐鱒攝取葡萄糖的兩個(gè)主要部位，在鰓、腎臟和脂肪組織中也有較高表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，btGLUT 在紅肌中的表達(dá)與胰島素水平直接相關(guān)，相比之下，白肌中btGLUT 的表達(dá)似乎不受胰島素水平變化的影響[20]。隨后的研究結(jié)果顯示，btGLUT4 蛋白水平的變化與轉(zhuǎn)錄水平呈一致的相關(guān)性，表明褐鱒魚體內(nèi)btGLUT4 的調(diào)節(jié)主要發(fā)生在紅肌中[21]。該實(shí)驗(yàn)室后期的研究確定了褐鱒魚紅肌中的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白為GLUT4，即在褐鱒原代骨骼肌細(xì)胞中，胰島素促進(jìn)內(nèi)源性GLUT4 移位到質(zhì)膜，促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)[22]。Díaz 等[23]對(duì)虹鱒的研究表明，虹鱒骨骼肌中的GLUT4 在轉(zhuǎn)錄和蛋白水平上受胰島素的調(diào)節(jié)，同時(shí)胰島素和胰島素樣生長(zhǎng)因子1（insulin-like growth factors-1，IGF-1）可能直接作用于虹鱒的肌肉細(xì)胞，調(diào)節(jié)GLUT4 的表達(dá)。因此，魚類GLUT4 和哺乳動(dòng)物的GLUT4 功能一致，是葡萄糖進(jìn)入骨骼肌的重要介質(zhì)，對(duì)膳食葡萄糖的利用非常重要。

在魚類骨骼肌中發(fā)現(xiàn)GLUT4 的同時(shí)，其他組織也有GLUT4 的分布。Capilla 等[24]從銀大麻哈魚（Oncorhynchus kisutch）的脂肪組織克隆出okGLUT4，發(fā)現(xiàn)其與哺乳動(dòng)物GLUT4 具有高度的序列同源性。盡管這兩者之間的蛋白質(zhì)基序存在差異，當(dāng)okGLUT4 在銀大麻哈魚脂肪細(xì)胞中表達(dá)時(shí)，卻能響應(yīng)胰島素的刺激從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)至質(zhì)膜，這表明okGLUT4 是哺乳動(dòng)物GLUT4 的結(jié)構(gòu)性和功能性同源物，但對(duì)葡萄糖的親和力較低。Capilla 等[24]的研究在一定程度上可以解釋魚類對(duì)葡萄糖不耐受的原因。陳強(qiáng)[25]和劉含亮[16]的研究發(fā)現(xiàn)，羅非魚、卵形鯧鲹和軍曹魚的GLUT4 與其他物種相比較具有很高的同源性。羅非魚骨骼肌中克隆出了GLUT4，在肌肉和心臟中的表達(dá)量很高[16]；將卵形鯧鲹和軍曹魚的GLUT4 進(jìn)行多序列比較分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)QQI、TELEY 等基因序列的突變可能導(dǎo)致GLUT4 功能、轉(zhuǎn)運(yùn)方式的改變，影響魚類對(duì)葡萄糖的吸收和利用[25]。這與先前Wright 等[17]提出羅非魚體內(nèi)缺失GLUT4的結(jié)論相沖突。除此之外，大西洋鱈（Gadus morhua）、龍膽石斑魚（Epinephelus lanceolatus）的GLUT4 相應(yīng)在心臟和肌肉[26]、肌肉和眼睛[27]中有較高的表達(dá)。綜上研究，魚類的GLUT4 與哺乳動(dòng)物相比存在較高的保守性，推測(cè)魚類GLUT4 具備轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的功能，對(duì)研究魚類攝取葡萄糖的機(jī)制提供理論依據(jù)。

2 GLUT4 的結(jié)構(gòu)、功能與轉(zhuǎn)運(yùn)模式

GLUT4 由12 個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域蛋白組成[8]，在基礎(chǔ)條件下，當(dāng)GLUT4 從質(zhì)膜移動(dòng)到早期內(nèi)吞體（early endosome，EE），在返回質(zhì)膜之前從EE 移動(dòng)到循環(huán)內(nèi)吞體（recycling endosome，RE）時(shí)，GLUT4通過內(nèi)吞和胞吐進(jìn)行結(jié)構(gòu)性循環(huán)。還對(duì)RE 和反面高爾基網(wǎng)（trans-golgi network，TGN）中的GLUT4 進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分選，以生成GLUT4 儲(chǔ)存囊泡（GSVs）[12]。正常胰島素敏感狀態(tài)下通過將胰島素響應(yīng)的GSVs易位到細(xì)胞表面來(lái)促進(jìn)葡萄糖攝取，這種囊泡群體既不同于RE，也不同于TGN，它的形成可能支持GLUT4 的獨(dú)特特性，這些特性只有在胰島素敏感細(xì)胞中表達(dá)時(shí)才明顯[9,28]。

胰島素刺激的GSVs 轉(zhuǎn)位較為復(fù)雜，可溶性NFS 附著蛋白受體（soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor，SNARE）是介導(dǎo)GSVs 與細(xì)胞膜融合的核心分子，Sec1p/Munc 18類蛋白（Sec1/Munc18-like proteins，SM）和SNARE協(xié)同作用調(diào)控膜融合過程，存在靶膜上的SNAP 受體（target-SNARE，t-SNARE）以及囊泡膜上的SNAP受體（vesicle-SNARE，v-SNARE）[29]，t-SNARE 包含突觸融合蛋白4（syntaxin-4，Stx4）和23 kDa 突觸關(guān)聯(lián)蛋白（synaptosomal associated protein 23 kDa，SNAP23）[12]，囊泡相關(guān)膜蛋白2（vesicle associated membrane protein 2，VAMP2）是胰島素敏感組織中主要的v-SNARE[30]?；A(chǔ)狀態(tài)下Munc18c 與Stx4的結(jié)合使其處于“關(guān)閉”狀態(tài)，從而抑制GSVs 與細(xì)胞膜的融合過程，經(jīng)胰島素刺激Munc18c 同Stx4 解離，Stx4 轉(zhuǎn)變?yōu)椤伴_放”狀態(tài)[31]，通過雙C2 域蛋白-β（double C2-like domains beta，DOC2B）和擴(kuò)展突觸結(jié)合蛋白1（extended synaptotagmin-like protein 1，ESYT1）等一些Ca2+敏感蛋白調(diào)節(jié)Stx4、SNAP23 和VAMP2 形成三元復(fù)合物[12]，Stx4 和SNAP23 足以將囊泡拴在細(xì)胞膜上，而VAMP2 促進(jìn)兩者的融合[32]，釋放GSVs 中的GLUT4，轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖。

在不同魚類中GLUT4 蛋白相對(duì)保守，不同魚種類間GLUT4 的外顯子數(shù)目和基因長(zhǎng)度不同：河鲀（Tetraodontidae）、綠河鲀（Tetraodon nigroviridis）、羅非魚、刺魚（Gasterosteus）、青鳉（Oryzias latipes）和花斑劍尾魚（Xiphophorus maculatus）分別有12、13、13、11、12 和15 個(gè)外顯子，基因長(zhǎng)度分別為4.5 kb、4.5kb、10.2kb、4.9kb、12.7kb 和14.1kb[33]。人類GLUT4基因外顯子VI～X 在魚類中高度保守（圖1）。

圖1 魚類GLUT4 的基因組結(jié)構(gòu)[33]Fig.1 Genomic structure of GLUT4 in fish

目前，已通過外源性（哺乳動(dòng)物L(fēng)6 肌肉細(xì)胞或3T3-L1 脂肪細(xì)胞）和內(nèi)源性（鱒原代肌肉細(xì)胞）成功研究了鮭體內(nèi)兩種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（btGLUT4 和okGLUT4）的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)特性，并與哺乳動(dòng)物的GLUT4 進(jìn)行了比較。當(dāng)btGLUT4 在L6 肌肉細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)時(shí)，btGLUT4 在PM 中的表達(dá)水平（20%～25%）高于大鼠GLUT4（10%～15%）[22]。這不僅在肌肉細(xì)胞中觀察到，因?yàn)樵诜€(wěn)態(tài)條件下分別瞬時(shí)表達(dá)btGLUT4 或okGLUT4 的3T3-L1 脂肪細(xì)胞中，btGLUT4 在PM的蛋白水平（30%～40%）顯著高于大鼠GLUT4（10%～15%），也顯著高于okGLUT4（15%～20%）[24,34]。重要的是，鱒原代肌肉細(xì)胞中GLUT4在質(zhì)膜上的基礎(chǔ)定位也相對(duì)較高[22]。因此，在基礎(chǔ)狀態(tài)下，魚類和哺乳動(dòng)物在細(xì)胞內(nèi)保留GLUT4 的機(jī)制不同。如前所述，哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的GLUT4 主要分布于GSVs，而研究表明，btGLUT4 在兩種細(xì)胞類型中均可以通過胰島素刺激轉(zhuǎn)位至PM。除此之外，當(dāng)btGLUT4 和大鼠GLUT4 在3T3-L1 脂肪細(xì)胞[34]或L6 肌肉細(xì)胞[22]中共表達(dá)時(shí)，btGLUT4 僅顯示出部分共同定位。表明btGLUT4 可能分布在獨(dú)特的儲(chǔ)存室中，在儲(chǔ)存室與PM之間進(jìn)行結(jié)構(gòu)性循環(huán)。根據(jù)魚類與哺乳動(dòng)物GLUT4 在基礎(chǔ)狀態(tài)下PM 定位的差異，okGLUT4 比btGLUT4 更類似于哺乳動(dòng)物對(duì)應(yīng)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)方式。有人認(rèn)為這兩種GLUT4 的不同轉(zhuǎn)運(yùn)方式可能與GLUT4 蛋白序列（即N-端和C-端蛋白質(zhì)基序）的不同調(diào)控特征有關(guān)[34]。因此，證明了魚類的GLUT4 與哺乳動(dòng)物同源物一樣具有胰島素反應(yīng)性，即使它們?cè)诜€(wěn)態(tài)時(shí)具有更高的PM定位。

3 與GLUT4 有關(guān)的信號(hào)通路

GLUT4 介導(dǎo)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)涉及PI3K/Akt、AMPK、PKC 等信號(hào)通路，目前有關(guān)哺乳動(dòng)物的各種信號(hào)通路調(diào)控GLUT4 轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的機(jī)制已有廣泛研究，而在魚類中，GLUT4 轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的具體機(jī)制還不明確。

3.1 PI3K/Akt 信號(hào)通路在葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)中的作用

PI3K/Akt 信號(hào)通路參與胰島素刺激GLUT4 轉(zhuǎn)位[35]。PI3K 是一種二聚體，由一個(gè)催化亞基P110 和一個(gè)調(diào)節(jié)亞基P85 組成。根據(jù)序列的相似度和底物的特異性哺乳動(dòng)物的PI3K 分為3 種亞型，I 型以磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol，PI）、磷脂酰肌醇磷酸（phosphatidylinositol phosphate，PIP）、磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（phosphatidylinositol-4,5 -bisphosphate，PIP2）為底物；II 型以PI 及PIP 為底物，III 型以PI 為底物[36]。Akt 包括Akt1、Akt2 和Akt3 三個(gè)亞型，每個(gè)亞型都有一個(gè)PH 區(qū)域能夠被磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate，PIP3）識(shí)別。

胰島素刺激后，磷酸化的胰島素受體（insulin receptor，IR）與胰島素受體底物（insulin receptor substrate，IRS）結(jié)合，激活I(lǐng)RS，讓活化的PI3K 促使PIP2 磷酸化，產(chǎn)生PIP3[12]，隨后3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1（3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1，PDK1）磷酸化Akt[37]，導(dǎo)致TBC1（tre-2/USP6、BUB2、cdc16）結(jié)構(gòu)域家族成員1（TBC1D1）和TBC1（tre-2/USP6、BUB2、cdc16）結(jié)構(gòu)域家族成員160 kDa 蛋白激酶B 底物（TBC1D4/AS160）失活，抑制了其GTP 酶激活蛋白（GTPase-activating protein，GAP）活性，從而允許Rab 家族的GTP 酶負(fù)載GTP[38,39]，最終由Rab10 的激活刺激3T3-L1 脂肪細(xì)胞中的GLUT4 轉(zhuǎn)位[40]，骨骼肌細(xì)胞中的GLUT4 轉(zhuǎn)位通過Rab8A、Rab10、Rab13 和Rab14 的激活[41-43]。胰島素單獨(dú)刺激脂肪細(xì)胞后，經(jīng)Cbl-CAP-APS-TC10 信號(hào)通路介導(dǎo)GLUT4 轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖（圖2）[44]。

圖2 PI3K/Akt 信號(hào)通路和胰島素刺激產(chǎn)生的Cbl-CAPAPS 復(fù)合物調(diào)控GLUT4 轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖[54]Fig.2 The PI3K/Akt pathway and the Cbl-CAP-APS complex produced by insulin stimulation enhances GLUT4 translocation,eventually resulting in an increase of glucose uptake

目前的研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/Akt 基因廣泛分布在斑馬魚（Brachydanio rerio var）、黃顙魚（Pelteobagrus fulvidraco）和草魚（Ctenopharyngodon idella）等魚類組織中[45-47]。有研究指出，鋅可以通過上調(diào)矛尾復(fù)虎魚（Synechogobius hasta）肝細(xì)胞中IR、IRS 和PI3K 的mRNA 表達(dá)，激活胰島素信號(hào)通路[48]。Gu等[49]的研究顯示，胰島素介導(dǎo)的PI3K/Akt 信號(hào)途徑能夠影響大黃魚（Larimichthys crocea）的葡萄糖利用，其是否通過GLUT4 轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)影響葡萄糖吸收還未知。Yang 等[50]的研究表明，注射胰島素能夠上調(diào)鯉（Cyprinus carpio L.）肌肉中GLUT4 的mRNA 表達(dá)水平。除此之外，有研究探討了通過PI3K/Akt 信號(hào)通路調(diào)控團(tuán)頭魴（Megalobrama amblycephala）的抗氧化機(jī)制以及胰島素激活I(lǐng)RS-PI3K/Akt 信號(hào)通路調(diào)控黃顙魚和團(tuán)頭魴脂肪代謝的分子機(jī)制[51-53]。

3.2 AMPK 信號(hào)通路在葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)中的作用

在哺乳動(dòng)物中已證實(shí)，AMPK 為一種能量傳感器，能影響GLUT4 細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)位和葡萄糖吸收[14]。AMPK 是一種異源三聚體復(fù)合物，由一個(gè)催化亞基（α-亞基）和兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基（β-亞基和γ-亞基）組成，又分為兩個(gè)α 亞基異構(gòu)體（α1 和α2），兩個(gè)β 亞基異構(gòu)體（β1 和β2）和三個(gè)γ 亞基異構(gòu)體（γ1，γ2 和γ3）。α-亞基包含N 端的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的殘基Thr172，AMPK 的激活離不開Thr172 的磷酸化[55]。AMPKα1 在腎、肝、肺、心和腦中大量表達(dá)，AMPKα2 在骨骼肌、心臟和肝臟中表達(dá)最為顯著[56]。

在哺乳動(dòng)物中，除二甲雙胍、白藜蘆醇、AICAR等AMPK 激活劑可以激活A(yù)MPK 之外[57]，運(yùn)動(dòng)也能夠激活A(yù)MPK[58]。在能量改變即AMP/ATP 比率變化的情況下，通過腫瘤抑制因子肝激酶B1（liver kinase B1，LKB1）的響應(yīng)磷酸化AMPKα 的Thr172位點(diǎn)[59]。鈣離子/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶激酶β（Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase kinase β，CaMKKβ）也是AMPK 的替代上游激酶，增加細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度后，促使CaMKKβ 磷酸化并激活A(yù)MPK[60]。研究顯示，二甲雙胍以AMPK 依賴的方式增加Src 的磷酸化，Src 抑制可阻斷二甲雙胍介導(dǎo)的Cbl 磷酸化。二甲雙胍可以刺激c-jun 氨基末端激酶（c-jun N-terminal kinases，JNK）及其下游分子c-jun 的磷酸化。c-jun 是Cbl 相關(guān)蛋白（Cbl-associated protein，CAP）轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵分子，然后通過Cbl/CAP 相關(guān)復(fù)合體的形成來(lái)調(diào)節(jié)GLUT4 的轉(zhuǎn)位[61]。除此之外，還可以通過AMPK/TBC1D1 信號(hào)通路刺激GSVs 轉(zhuǎn)運(yùn)上膜（圖3）。

圖3 AMPK 信號(hào)通路調(diào)控GLUT4 轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖[58,60]Fig.3 The AMPK pathway enhances GLUT4 translocation,eventually resulting in an increase of glucose uptake

TBC1D1 作為TBC1D4/AS160 的類似物，TBC1D1 的GAP 結(jié)構(gòu)域具有功能性，并且具有與TBC1D4/AS160 高度相似的GAP 結(jié)構(gòu)域幾乎相同的Rab 特異性[41]。AMPK 是TBC1D1 磷酸化的觸發(fā)器，通過磷酸化TBC1D1 Ser231 位點(diǎn)抑制其Rab-GAP 活性，然后相關(guān)的Rabs 被解除抑制，促進(jìn)GSVs 轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜并嵌入脂質(zhì)雙分子層釋放GLUT4，介導(dǎo)非胰島素依賴的骨骼肌攝取葡萄糖[62]。

3.3 PKC 信號(hào)通路在葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)中的作用

PKC 是一組依賴Ca2+和磷脂激活的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。哺乳動(dòng)物的傳統(tǒng)PKC 信號(hào)途徑參與非胰島素調(diào)控的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)，同時(shí)非典型PKC 與PI3K/Akt 信號(hào)途徑相關(guān)聯(lián)。傳統(tǒng)PKC 信號(hào)途徑中，胞外信號(hào)分子與其相應(yīng)的G 蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合后，激活的G 蛋白介導(dǎo)磷脂酶C（phospholipase C，PLC）的激活，導(dǎo)致帶有PIP2 的脂質(zhì)水解。該反應(yīng)產(chǎn)生了兩個(gè)第二信使二酰甘油（diacylglycerol，DAG）和1,4,5-三磷酸肌醇（inositol-1,4,5-triphosphosate，IP3），后者誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+。由于DAG/Ca2+的作用，將PKC 募集至內(nèi)膜可緩解酶的相互抑制，激活其激酶功能[69]，之后Rab13 參與Ca2+介導(dǎo)的肌細(xì)胞GLUT4 胞吐過程（圖4）[13]。非典型PKC 信號(hào)途徑中，對(duì)3T3L1 脂肪細(xì)胞給予外源性PIP3，隨后會(huì)增加下游信號(hào)蛋白PKCζ/λ 的磷酸化，上調(diào)GLUT4 蛋白表達(dá)量，促進(jìn)葡萄糖攝?。▓D2）[70]。研究表明諸多PKC 亞型如PKCβ、PKCγ、PKCε 和PKCι/λ 的表達(dá)促進(jìn)GLUT4 的轉(zhuǎn)位[71]。

圖4 PKC 信號(hào)通路調(diào)控GLUT4 轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖[71]Fig.4 The PKC pathway enhances GLUT4 translocation,eventually resulting in an increase of glucose uptake

有關(guān)魚類PKC 的研究大多停留在基因序列分析、組織表達(dá)以及亞型層面上，是否通過PKC 信號(hào)通路影響魚類GLUT4 轉(zhuǎn)運(yùn)及葡萄糖吸收目前尚不清楚。魚類組織中分布的PKC 亞型較為廣泛，如在虹鱒腦中發(fā)現(xiàn)的PKCα、PKCβ 和PKCγ[72]，同時(shí)在美國(guó)紅魚（Sciaenops ocellatus）白細(xì)胞中鑒定出多種PKC 亞型[73]。傳統(tǒng)型的和非典型PKC 亞型存在于金魚（Carassius auratus）的垂體內(nèi)[74]。PKCε 和PKCζ 廣泛分布于斑馬魚中樞神經(jīng)系統(tǒng)，PKCθ 和PKCβII 在骨骼肌中表達(dá)[75]。PKC 信號(hào)通路在魚類中的研究涉及免疫和脂肪代謝等方面。PKCθ 在草魚宿主免疫防御機(jī)制中起重要作用[76]，以及PKC 信號(hào)通路在虹鱒禁食期間被激活，介導(dǎo)脂質(zhì)分解過程[77]。

4 小結(jié)

目前對(duì)魚類糖代謝主要專注于糖異生、糖酵解等方面，而魚類葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體的機(jī)制研究十分有限。重要的是，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（GLUT4）在魚類中的研究有較大的進(jìn)展。已經(jīng)證明魚類GLUT4 與哺乳動(dòng)物具有較高的同源性，至少在進(jìn)化上是保守的。其次，魚類GLUT4 的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)運(yùn)方式與哺乳動(dòng)物存在一定的差異。GLUT4 的信號(hào)通路在哺乳動(dòng)物中研究的廣泛且深入，魚類GLUT4 的信號(hào)通路研究還有許多空白。在胰島素依賴途徑影響魚類葡萄糖的吸收方面得到初步探究。已經(jīng)證明，AMPK 作為非胰島素依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)途徑影響魚體吸收葡萄糖的進(jìn)程，了解對(duì)葡萄糖不耐受的魚類的AMPK 刺激葡萄糖攝取的具體機(jī)制，為改善魚類糖耐受能力具有重要的意義。然而，目前PKC 信號(hào)通路未涉及到魚類GLUT4 介導(dǎo)的葡萄糖代謝。因此針對(duì)哺乳動(dòng)物和魚類在不同信號(hào)通路上的作用差異以及不同信號(hào)通路中上游因子對(duì)魚類GLUT4 轉(zhuǎn)運(yùn)的具體調(diào)控機(jī)制等的研究還需深入探討。