导读：当血糖水平增高时，胰岛素分泌亦随之增多，会通过诱导GLUT4快速易位到细胞膜从而刺激脂肪和肌细胞摄取血液中的葡萄糖。当这一机制发生失调时可导致Ⅱ型糖尿病发生。
糖代谢信号机制研究获进展
近日来自厦门大学生命科学学院的研究人员在糖代谢信号机制研究中取得新进展，相关研究论文“TheAxin/TNKScomplexinteractswithKIF3Aandisrequiredforinsulin-stimulatedGLUT4translocation”在线发表在《细胞研究》（CellResearch）期刊上。
领导这一研究的是厦门大学生命科学学院长江学者特聘教授林圣彩博士，其早年毕业于厦门大学生物系，后在美国德克萨斯大学西南医学中心获博士学位，目前任厦门大学生命科学学院院长。主要研究领域为细胞生长、死亡，个体发育相关的细胞信号转导方面的研究。
葡萄糖稳态受到来自多层次的严格调控，涉及大量不同的分子、细胞类型和激素。GLUT4是一种葡萄糖转运蛋白，主要表达于骨骼肌和脂肪组织中，并在这些组织中充当胰岛素刺激葡萄糖摄取的主要调控因子，对维持全身葡萄糖稳态起至关重要的作用。当血糖水平增高时，胰岛素分泌亦随之增多，会通过诱导GLUT4快速易位到细胞膜从而刺激脂肪和肌细胞摄取血液中的葡萄糖。当这一机制发生失调时可导致Ⅱ型糖尿病发生。
在这篇文章中，研究人员证实Axin与端锚聚合酶2(TNKS2)和驱动蛋白KIF3A互作，形成了一种三元复合物，对胰岛素应答的GLUT4易位起至关重要的作用。当缺乏胰岛素时，Axin、TNKS和KIF3A与GLUT4共定位于反面高尔基网状结构（transGolginetwork，TGN）。当受到胰岛素刺激时，GLUT4则快速易位到细胞表面。胰岛素可抑制TNKS的ADP核糖化酶活性，减小Axin和TNKS的ADP核糖基化和泛素化作用，由此稳定这一复合物。抑制胰岛素信号主要效应器激酶Akt可以消除胰岛素介导的复合物稳定。研究人员证实特异性敲除这一复合物的个别元件会抑制胰岛素刺激GLUT4易位到质膜。在动物实验中，研究人员发现TNKS2-/-小鼠在禁食后再喂食表现出胰岛素敏感性降低以及较高的血糖水平。
新研究揭示了Axin、TNKS和KIF3A形成的三元复合物对胰岛素刺激GLUT4重分布至细胞表面促进糖摄取起关键性作用，这一研究对于深入了解血糖调控及糖尿病的发生机制具有重要的意义。
The Axin/TNKS complex interacts with KIF3A and is required for insulin-stimulated GLUT4 translocation
Hui-Ling Guo, Cixiong Zhang, Qi Liu, Qinxi Li, Guili Lian, Di Wu, Xuebin Li, Wei Zhang, Yuemao Shen,2, Zhiyun Ye, Shu-Yong Lin and Sheng-Cai Lin
Insulin-stimulated glucose uptake by the glucose transporter GLUT4 plays a central role in whole-body glucose homeostasis, dysregulation of which leads to type 2 diabetes. However, the molecular components and mechanisms regulating insulin-stimulated glucose uptake remain largely unclear. Here, we demonstrate that Axin interacts with the ADP-ribosylase tankyrase 2 (TNKS2) and the kinesin motor protein KIF3A, forming a ternary complex crucial for GLUT4 translocation in response to insulin. Specific knockdown of the individual components of the complex attenuated insulin-stimulated GLUT4 translocation to the plasma membrane. Importantly, TNKS2−/− mice exhibit reduced insulin sensitivity and higher blood glucose levels when re-fed after fasting. Mechanistically, we demonstrate that in the absence of insulin, Axin, TNKS and KIF3A are co-localized with GLUT4 on the trans-Golgi network. Insulin treatment suppresses the ADP-ribosylase activity of TNKS, leading to a reduction in ADP ribosylation and ubiquitination of both Axin and TNKS, and a concurrent stabilization of the complex. Inhibition of Akt, the major effector kinase of insulin signaling, abrogates the insulin-mediated complex stabilization. We have thus elucidated a new protein complex that is directly associated with the motor protein kinesin in insulin-stimulated GLUT4 translocation.
文献链接： https://www.cell-research.com/AOP/April-3-2.htm
