Nature子刊颠覆性发现：二甲双胍作用于肠道线粒体，发挥降血糖作用

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

二甲双胍（Metformin）是一种用途广泛的双胍类药物，是治疗2 型糖尿病的一线药物，也是全球最常用的处方药之一，全世界有超过 1.5 亿人在服用二甲双胍。

数十年来，医生和科学家们一直认为，二甲双胍主要通过作用于肝脏以抑制葡萄糖生成来发挥降血糖作用，从而治疗 2 型糖尿病。

这种用于治疗全球数百万 2 型糖尿病（T2D）患者的双胍类药物，主要作用于肝脏以抑制葡萄糖生成。然而，由西北大学牵头的一项在小鼠身上进行的研究发现，这种“神奇药物”实际上主要作用于肠道，通过促进肠壁细胞对葡萄糖的利用来防止血糖升高。

2026 年 5 月 8 日，西北大学范伯格医学院的研究人员在 Nature 子刊Nature Metabolism上发表了题为：Metformin inhibits mitochondrial complex I in intestinal epithelium to promote glycaemic control 的研究论文。

该研究颠覆性发现，二甲双胍实际上主要作用肠道，通过抑制肠上皮细胞中的线粒体复合物 I促进对葡萄糖的利用，从而防止血糖升高，并进一步确定了肠上皮细胞中的线粒体复合物 I是二甲双胍、苯乙双胍和小檗碱的共同且关键的治疗靶点。

尽管二甲双胍（Metformin）被广泛应用于治疗2 型糖尿病，但其临床效果（包括减轻餐后血糖波动和提高肠道葡萄糖摄取）的潜在机制，目前仍不完全清楚。

在这项研究中，研究团队利用公开的人类代谢组学数据和雄性小鼠的正交遗传学方法，确定了线粒体复合物 I是二甲双胍在肠上皮细胞中发挥治疗作用的关键靶点。该研究证明了二甲双胍可抑制瓜氨酸的合成（瓜氨酸是小肠线粒体特有生成的一种代谢产物），并通过抑制线粒体呼吸链复合物 I 来增加生长分化因子-15（GDF15）的水平。这种抑制作用使肠道充当葡萄糖的储存库，促进多余葡萄糖的摄取，并将其转化为乳酸和Lac-Phe（由乳酸和苯丙氨酸合成而来）。

这一机制解释了二甲双胍增强肠道葡萄糖利用和血糖降低，还解释了二甲双胍导致瓜氨酸耗竭、改善餐后血糖以及提高Lac-Phe 和 GDF15 水平的现象——这些都是二甲双胍治疗的明确临床结果。

研究团队进一步确定，另一种双胍类药物苯乙双胍（Phenformin）和以及结构上不相关的用于治疗 2 型糖尿病的非处方天然化合物小檗碱（Berberine，也叫做黄连素），也是通过相同的机制降低血糖。

总的来说，该研究了确定肠上皮细胞中的线粒体复合物 I是二甲双胍、苯乙双胍和小檗碱的共同且关键的治疗靶点。

除了降血糖外，近年来的研究显示，二甲双胍还对多种疾病和症状具有潜在益处，包括癌症、肥胖、肝脏疾病和心血管疾病等等，此外，二甲双胍还是目前备受关注的抗衰老、促长寿药物之一。

人们一直想知道，一个二甲双胍如何能够发挥这么多作用。研究团队表，如果这个药物能够作用于细胞中的一个重大节点，那么它就能做到，而线粒体正是细胞中的一个重大节点。因此，二甲双胍能够通过靶向抑制线粒体线粒体复合物 I 来抑制线粒体，为二甲双胍为何能够发挥这么多潜在作用提供了新的解释。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s42255-026-01530-y