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非酒精性脂肪性肝病（Nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD）是指除酒精和其他明确的损肝因素外所致的肝脏脂肪沉积（超过肝重5%）。目前中国NAFLD的发病率为27.1%,在肥胖人群中NAFLD的发病率更高达70%,并且随着肥胖人群比例上升该病发病率还在持续上升。近年来的研究结果表明,肝脏的脂质沉积导致胰岛素抵抗,从而诱发NAFLD。尽管如此,目前临床上仍然缺乏得到认可的药物用于治疗NAFLD。甘氨酸是分子量最小、非必需、代谢惰性的人体氨基酸,呈电中性。甘氨酸是合成许多重要生物分子的基质,具有广泛的细胞保护、抗炎及免疫调节作用。临床研究表明,人血浆甘氨酸水平与肥胖和胰岛素抵抗呈负相关。降糖药物二甲双胍可以提高机体对胰岛素的敏感性,但由于2型糖尿病的进行性特质,后期往往需要与其他药物联合使用才能获得良好的降糖效果。甘氨酸和二甲双胍联合应用是否能取得更佳的降糖效应呢?为了验证此假设,我们选用8周龄雄性C57BL/6小鼠高脂饮食喂饲16周来诱导肥胖模型,单次灌胃给药,在24小时内观察甘氨酸和二甲双胍联合用药对小鼠随机血糖的影响。与二甲双胍组相比,甘氨酸和二甲双胍复方组降糖持续时间延长,葡萄糖糖耐量曲线下面积明显减小。接着我们又以甘氨酸和二甲双胍为原料合成化合物MGG和MG,在饮食诱导的肥胖小鼠模型上观察其对血糖的影响。150 mg/kg MGG比相同及更高剂量（200mg/kg和400mg/kg）的二甲双胍降糖能力更强,且持续时间延长。接受200 mg/kg的MGG给药后6小时,约一半小鼠出现随机血糖过低（＜4.0 mmol/L）,提示化合物MGG的治疗窗狭小,并且有致低血糖风险,成药性有待研究。与相同剂量的二甲双胍相比,化合物MG在300 mg/kg剂量时降糖效应与二甲双胍相当;在400 mg/kg剂量时降糖效应比二甲双胍更强,持续时间长,但是在6小时后有半数左右小鼠血糖低于生理值。而接受600 mg/kg MG灌胃注射的小鼠在2天内全部死亡。400mg/kg MG即出现致低血糖风险,600mg/kg MG则会导直接致小鼠死亡,调节血糖能力欠佳。体育锻炼或外科减肥手术等干预手段可增高血浆甘氨酸水平,增强葡萄糖清理能力,改善葡萄糖稳态。然而,除了调控葡萄糖之外,甘氨酸对糖脂代谢是否还有其他的生物效应值得关注?本课题将对这一科学问题进行探究。糖脂代谢紊乱可诱发非酒精性脂肪性肝病。腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase,AMPK）作为“能量感受器”,在糖脂代谢中发挥极为重要的作用,但是甘氨酸对AMPK的作用尚不清楚。为此,我们首先在体外开展小鼠原代肝细胞培养实验,结果发现甘氨酸可以明显激活离体培养的肝细胞AMPK磷酸化,这样的作用在甘氨酸浓度为5 mmol/L时效果最佳。此外,在30 mmol/L葡萄糖刺激条件下,1 mmol/L和5 mmol/L的甘氨酸仍然可以激活AMPK磷酸化,进一步验证了甘氨酸对AMPK通路的激活作用。接着,我们通过灌胃方式分别将100 mg/kg、500 mg/kg或1000 mg/kg剂量的甘氨酸注入小鼠,3小时后分离纯化小鼠肝细胞,提取总蛋白,发现500 mg/kg的甘氨酸激活小鼠肝脏AMPK磷酸化的作用最强。因此我们选取500 mg/kg作为甘氨酸治疗NAFLD的治疗剂量。将8周龄雄性C57BL/6小鼠用高脂饮食连续喂饲24周,造成肥胖模型。然后,用甘氨酸连续灌胃4周,观察其对小鼠NAFLD的影响。结果发现,甘氨酸可以降低小鼠空腹血糖,降低肝重体重比,改善糖耐量,提高胰岛素敏感性并促进胰岛素分泌。收取造模小鼠肝脏组织和血浆,发现甘氨酸可以降低血浆及肝脏的甘油三酯和胆固醇浓度。HE和油红染色显示,甘氨酸可以明显减少小鼠肝细胞中的脂质积聚,减轻脂肪变性。进一步收取小鼠肝脏组织进行Western Blot检测,发现甘氨酸在高脂小鼠体内能明显促进LKB1-AMPK-ACC通路磷酸化,抑制脂肪酸合成。体外实验也验证了上述结果。定量PCR结果显示,甘氨酸可通过AMPK通路降低PEPCK和G6PC mRNA水平,抑制糖异生,降低HMGCR表达,抑制胆固醇合成,降低SREBP1C抑制脂肪酸摄取,降低FAS、ACC和PPARγ抑制脂肪酸合成,升高ABCG1促进胆固醇外流,促进PPARα、CPT1α和MCAD促进脂肪酸氧化。此外,甘氨酸通过激活AMPK通路抑制雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin,mTOR）磷酸化,促进线粒体自噬。透射电镜观察结果显示,甘氨酸给药后肝细胞自噬小体数量明显增加。上述结果提示,甘氨酸可以改善线粒体功能,促进脂肪酸外流,改善胰岛素抵抗并,进而减轻小鼠饮食诱导的NAFLD。综上所述,我们的研究结果表明,甘氨酸通过激活AMPK通路,一方面减轻高脂饮食诱导的小鼠肝脏脂质蓄积,改善葡萄糖稳态,提高胰岛素敏感性,促进胰岛素释放;另一方面抑制脂肪酸和胆固醇合成,促进脂肪酸氧化和胆固醇外流,抑制mTOR,从而促进自噬改善线粒体功能。本课题研究为甘氨酸治疗NAFLD提供新的思路。