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20 世纪 30 年月，， ，， ，，哈佛疲劳实验室的研究职员发明了一种希奇的征象：高海拔地区情形下的人和动物血糖会快速降低。。。。 。。。。但近一个世纪已往，， ，， ，，这背后的机制一直是个“未解之谜”。。。。 。。。。
直到最近，， ，， ，，美国格拉德斯通研究所伊莎·H·贾因（Isha H. Jain）研究员团队在 Cell Metabolism 揭晓论文 [1]，， ，， ，，展现了这种征象的焦点机制。。。。 。。。。
他们发明，， ，， ，，红细胞会像微型“海绵”那样吸收血糖。。。。 。。。。在高海拔低氧条件下，， ，， ，，身体会爆发更多这样的“海绵”，， ，， ，，它们汇聚成一个规模重大的“葡萄糖缓冲池”。。。。 。。。。这样，， ，， ，，红细胞通过改变代谢方法，， ，， ，，不但提升了细胞向全身组织运送氧气的效率，， ，， ，，还起到了控制血糖水平的作用。。。。 。。。。
科学家们还进一步证实，， ，， ，，纵然在低氧实验之后，， ，， ，，当小鼠恢复到正常的氧气水平，， ，， ，，慢性缺氧带来的益处仍可以一连数周至数月。。。。 。。。。
贾因对媒体体现：“红细胞代表着葡萄糖代谢中一个此前未被充分熟悉的要害环节，， ，， ，，这项研究解决了心理学中一个恒久保存的难题，， ，， ，，有望为明确怎样控制血糖开发全新的思绪。。。。 。。。。”
（泉源：格拉德斯通研究所）
贾因是格拉德斯通研究所研究员，， ，， ，，同时她还担当 Arc 研究所研究员和加州大学旧金山分校教授。。。。 。。。。恒久以来，， ，， ，，她聚焦于研究低氧血症（也称为缺氧）怎样影响康健和新陈代谢。。。。 。。。。
在 2023 年揭晓在 Cell Metabolism 的一项研究中，， ，， ，，该团队视察到，， ，， ，，低氧条件下的小鼠血糖水平显著低于正常水平 [2]。。。。 。。。。也就是说，， ，， ，，这些小鼠进食后可以快速消耗葡萄糖。。。。 。。。。通常来说血糖较低、葡萄糖耐量更好，， ，， ，，糖尿病的患病危害可能相对较低。。。。 。。。。
一种变态的征象是：研究职员给缺氧的小鼠喂食葡萄糖时，， ，， ，，它们在极短时间内就在血液中消逝了。。。。 。。。。那么，， ，， ，，这些葡萄糖事实去那里了？？？？？？ ？
若是从古板机制去剖析，， ，， ，，有可能会以为是胰岛素信号传导，， ，， ，，通过指示肌肉和脂肪细胞从血液中吸收葡萄糖。。。。 。。。。但令人惊讶的是，， ，， ，，PET/CT 扫描显示，， ，， ，，即便对小鼠心脏、大脑、肝脏等主要器官逐一剖析，， ，， ，，也仅能诠释总增量约 30% 的葡萄糖摄取量，， ，， ，，而其余近 70% 的葡萄糖去向仍然无法诠释。。。。 。。。。
基于此，， ，， ，，研究职员推断一定尚有其他机制在施展作用。。。。 。。。。他们最先嫌疑葡萄糖是被血液中的某个细胞消耗掉了。。。。 。。。。在另一种成像手艺资助下，， ，， ，，研究团队发明，， ，， ，，红细胞才是之前缺失的“葡萄糖汇”（注：是指任何能够从血液中吸收并使用大宗葡萄糖的物质）。。。。 。。。。
红细胞主要由血红卵白组成，， ，， ，，是体内数目最多的细胞类型，， ，， ，，它们甚至没有细胞核或线粒体。。。。 。。。。成熟红细胞没有线粒体，， ，， ，，无法举行有氧氧化，， ，， ，，只能依赖葡萄糖糖酵解供能。。。。 。。。。
在慢性缺氧的情形下，， ，， ，，它们的数目会急剧增添，， ，， ，，而红细胞在全身血液中循环流动，， ，， ，，古板 PET/CT 扫描并不将血液视为目的器官，， ，， ，，因此无法显示这部分葡萄糖摄取。。。。 。。。。
这项研究带来一种“反知识”的发明：红细胞的作用不但是“氧气搬运工”，， ，， ，，更肩负起“血糖清道夫”的责任。。。。 。。。。为验证这一想法，， ，， ，，研究团队通过一些古板要领举行验证，， ，， ，，以探讨红细胞是否真的是解开谜题的要害。。。。 。。。。
（泉源：Cell Metabolism）
首先，， ，， ，，他们通过重复抽取缺氧小鼠的血液，， ，， ，，使其红细胞计数维持在正常水平，， ，， ，，从而阻止了缺氧引起的红细胞激增。。。。 。。。。但仅此一项，， ，， ，，可使血糖显著回升、靠近正常，， ，， ，，并逆转低血糖症。。。。 。。。。
然后，， ，， ，，研究职员再“反其道而行之”，， ，， ，，将红细胞输注到呼吸通俗空气的正常小鼠体内。。。。 。。。。效果显示，， ，， ，，增添红细胞数目显著降低了它们的血糖，， ，， ，，成为研究中的要害突破口。。。。 。。。。
（泉源：Cell Metabolism）
有趣的是，， ，， ，，在早期实验中，， ，， ，，研究职员注重到，， ，， ，，缺氧小鼠的红细胞对葡萄糖的摄取量更高，， ，， ，，这背后很可能是葡萄糖转运卵白的增添。。。。 。。。。
随后，， ，， ，，他们使用流式细胞术发明，， ，， ，，缺氧小鼠的红细胞中每个细胞的 GLUT1 葡萄糖转运卵白含量均显著升高。。。。 。。。。这有些不切合常理，， ，， ，，由于成熟的红细胞并没有细胞核，， ，， ，，这意味着它们不可转录基因或合成新的卵白质。。。。 。。。。
那么，， ，， ，，这些特另外 GLUT1 卵白又是怎样爆发的？？？？？？ ？
红细胞由骨髓一直爆发，， ，， ，，寿命约为几个月。。。。 。。。。研究职员决议磨练在缺氧骨髓中爆发的红细胞是否会在发育历程中被编程，， ，， ，，通过这种方法爆发更多的 GLUT1，， ，， ，，并在成熟进入血液循环后维持较高的 GLUT1 转运卵白水平。。。。 。。。。
他们一连 3 天用生物素标记小鼠体内所有已保存的红细胞，， ，， ，，然后将小鼠转移到低氧情形中。。。。 。。。。从那时起，， ，， ，，研究职员不再举行特另外生物素标记，， ，， ，，也就是说，， ，， ，，骨髓中新天生的红细胞将泛起未被标记的状态。。。。 。。。。
4 周后，， ，， ，，研究职员将新旧红细胞疏散，， ，， ，，并丈量了它们的 GLUT1 水平。。。。 。。。。有趣的是，， ，， ，，只有新合成的红细胞体现出 GLUT1 上调，， ，， ，，而老红细胞则完全没有转变。。。。 。。。。这批注，， ，， ，，红细胞成熟并进入血液循环后，， ，， ，，会保存其与生俱来的葡萄糖摄取能力，， ，， ，，但缺氧会重编程骨髓，， ，， ，，使其爆发一批新的、对葡萄糖需求更高的红细胞。。。。 。。。。
至此，， ，， ，，研究职员已相识到葡萄糖怎样更快地进入缺氧红细胞，， ，， ，，但还不清晰它在红细胞内部会爆发什么转变。。。。 。。。。为了寻找问题的谜底，， ，， ，，他们给小鼠注射了标记的葡萄糖，， ，， ，，并追踪了其在红细胞内的转化历程。。。。 。。。。
他们发明，， ，， ，，缺氧红细胞代谢葡萄糖的速率比正常红细胞快得多，， ，， ，，几分钟内就能将其转化为 2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG），， ，， ，，这是调理血红卵白释放氧气能力的要害分子。。。。 。。。。而这正是人体在高海拔地区所需要的，， ，， ，，即缺氧时组织需要更多的氧气。。。。 。。。。
（泉源：Cell Metabolism）
为相识这一征象的分子机制，， ，， ，，该团队与科罗拉多大学安杰洛·达历山德罗（Angelo D'Alessandro）教授和马里兰大学艾伦·多克特（Allan Doctor）教授相助，， ，， ，，这两位都是红细胞生物学领域的专家。。。。 。。。。
他们发明，， ，， ，，在正常氧气条件下，， ，， ，，包括 GAPDH 在内的要害糖酵解酶会与卵白质 Band 3 团结，， ，， ，，从而被隔离在红细胞膜上，， ，， ，，抑制糖酵解。。。。 。。。。但当氧气水平下降时，， ，， ，，血红卵白会释放氧气并改变形状。。。。 。。。。脱氧血红卵白可以与 Band 3 竞争团结位点，， ，， ，，释放糖酵解酶，， ，， ，，使其能够合成更多的 2,3-DPG。。。。 。。。。
该机制将葡萄糖的消耗与氧气的运输巧妙团结，， ，， ，，实现了“一石二鸟”的心理效应。。。。 。。。。研究职员使用交联卵白质组学、STED 显微镜和相近毗连剖析，， ，， ，，在小鼠和人红细胞中证实了这一机制。。。。 。。。。
（泉源：格拉德斯通研究所）
为模拟低氧空气的效果，， ，， ，，研究职员用贾因团队近期研发的药物 HypoxyStat 举行测试。。。。 。。。。简朴来明确这种药物的作用机制：通过让血红卵白与氧气更细密地团结，， ，， ，，来阻止氧气抵达组织。。。。 。。。。
效果显示，， ，， ，，该药物显著改善高血糖表型（包括 1 型和 2 型糖尿�。。。。 。。。。�， ，， ，，甚至比现有药物效果更佳。。。。 。。。。这种效果为未来开发不依赖古板胰岛素或降糖药的全新疗法，， ，， ，，开发了想象空间。。。。 。。。。
图丨相关论文（泉源：Cell Metabolism）
“它为我们提供了一种从基础上差别的糖尿病治疗思绪——在血糖降低时调动红细胞施展作用。。。。 。。。。”贾因说道。。。。 。。。。
虽然，， ，， ，，红细胞输注并不是一种治疗糖尿病的理想恒久疗法。。。。 。。。。但这项研究的发明指明晰一些潜在的研究偏向，， ，， ，，例如刷新红细胞使其对葡萄糖更具亲和力，， ，， ，，或通过调控红细胞周转率来增添红细胞数目，， ，， ，，使其更年轻、代谢更活跃。。。。 。。。。
研究团队还指出，， ，， ，，这些发明可能不但局限于糖尿�。。。。 。。。。�， ，， ，，未来也有望应用在运动心理学或创伤后病理性缺氧。。。。 。。。。只管这是一个好的起源，， ，， ，，但禁止忽视的是，， ，， ，，仍有许多主要问题需要进一步深入研究。。。。 。。。。未来他们将继续探索整个身体怎样顺应氧气转变，， ，， ，，并使用该机制探索治疗相关疾病的可能性。。。。 。。。。
参考资料：
1.https://doi.org/10.1016/j.cmet.2026.01.019
2.https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.02.007
3.https://gladstone.org/news/red-blood-cells-soak-sugar-high-altitude-protecting-against-diabetes
4.https://arcinstitute.org/news/red-blood-cells-glucose-altitude
运营/排版：何晨龙
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