糖尿病、心脏病、肾病、神经退行性疾病。这些问题看似各自独立,以不同方式影响不同器官。
但有一个核心因素将它们联系在一起:代谢,即身体储存和利用能量的方式。代谢远不止控制体重,它是器官、组织和细胞健康的核心因素,对健康和疾病都具有基础性作用。
如今,犹他大学健康中心的一个跨学科研究枢纽正通过联合科学家研究代谢,从源头上解决人类健康领域的一些最大问题。
该中心成立于2007年,原名为糖尿病与代谢研究中心,现更名为代谢健康中心,展示了合作的力量,并将犹他大学健康中心对代谢健康的长期承诺确立为核心优先事项。代谢健康中心于2025年9月30日在中心年度研讨会上正式更名,该研讨会汇集了各领域研究人员,分享前沿发现并激发新的科学合作。
代谢健康中心联合主任斯科特·萨默斯博士。图片来源:查理·埃勒特。
该中心不针对特定疾病的方针使研究人员能够发现意想不到的联系并更快地取得发现,代谢健康中心联合主任、犹他大学健康学院营养与综合生理学系教授兼系主任斯科特·萨默斯博士表示。“疾病并不重要,因为我们开始看到它们的共性,”萨默斯说,“一个衰竭的心脏看起来像肿瘤,也像糖尿病中衰竭的β细胞。”他补充说,它们的共同点是共享的代谢特征。“通过将这些研究人员放在同一个地方,使用相同的工具,科学研究开始加速。”
该中心的研究人员认为代谢是下一个生物医学前沿,他们的工作反映了这一愿景。萨默斯说:“我们认为健康领域的大多数重大发现将来自代谢。”
从肠道细菌到胰岛素
对病理学教授、代谢健康中心研究员琼·朗德博士来说,能够利用代谢专业知识使她的研究进入一个全新的领域。
作为免疫学家受训的她,其实验室历史上一直专注于肠道细菌如何影响健康;胰腺功能不在她的研究范围内。但当她遇到引人注目的斑马鱼研究,表明微生物可能影响胰腺中胰岛素产生细胞的发育时,她看到了机会。朗德回忆道:“我记得在一次会议上听到关于斑马鱼研究的报告,当时想如果这在人类身上成立将非常了不起。”
在该中心的协作环境中,她的团队发现,在小鼠中,人类肠道微生物在生命早期的一个狭窄窗口期内可以促进胰腺细胞发育。由此产生的研究首次证明,人类微生物群可以影响胰腺发育——这一发现对糖尿病预防和治疗具有深远意义。
朗德说:“我在测量胰岛素或研究胰腺生物学方面没有受过训练。从中心获得的最重要的东西是与使这种研究成为可能的人建立的联系。这实际上是微生物学、代谢和免疫学的整合,没有一个人能够独立完成。”
琼·朗德博士在代谢健康中心的协作环境中将人类肠道细菌与胰腺发育联系起来。图片来源:查理·埃勒特。
从基础见解到新药物
生物化学教授、中心联合主任贾里德·拉特博士实验室的研究体现了代谢健康中心将基础代谢见解转化为疗法的使命。拉特的实验室研究细胞如何感知和响应其营养和代谢环境的生化对话。这项工作揭示了心力衰竭等疾病中的新机制。
拉特的研究发现心力衰竭恢复与一种称为丙酮酸的分子代谢变化之间存在联系。他现在正与中心的临床医生合作,测试一种通过调整丙酮酸代谢来帮助心脏恢复的药物。拉特还与营养与综合生理学助理教授凯文·希克斯博士一起开发了一种高通量技术,用于发现参与代谢的蛋白质和其他分子之间的新相互作用。该技术已进入私营部门,并促成了新药物的发现。
拉特说:“这些是中心所能促成的很好范例。我们采取了非常积极的方法,将实验室发现推向私营部门,使其真正影响患者。”
贾里德·拉特博士,中心联合主任。图片来源:查理·埃勒特。
新联系激发新发现
萨默斯发现了称为神经酰胺的代谢分子在糖尿病和心脏病中的作用,他的工作也正在向临床推进。他所在团队与半人马座治疗公司(Centaurus Therapeutics)合作开发的一种降低神经酰胺的药物将于2025年底进入临床试验。作为中心联合主任,他强调,将各学科研究人员聚集在一起的“包容性大帐篷”结构对中心的转化研究至关重要。
萨默斯说:“这就是这个地方如此好的原因。与聪明人交谈,每个人都在探索代谢物如何塑造细胞功能。看到一条通路如何与另一条通路交叉,激发了各种想法。这是最有趣的部分。”
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