支链氨基酸（Branched-chain Amino Acid,简称BCAA）,包括亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸,是哺乳动物的必需氨基酸,在生命活动中发挥着重要的功能。近几年越来越多的研究发现BCAA代谢异常与多种代谢性疾病以及心血管疾病紧密联系,但是BCAA代谢异常是否以及如何影响这些疾病的发生发展还不明确。我们的研究发现BCAA及其代谢产物具有调控胰岛素敏感性的功能,而且在肥胖小鼠和正常体重小鼠中的作用不同。肥胖小鼠中由于肝脏和脂肪组织内BCAA降解酶表达、活性下降,BCAA分解代谢出现障碍,导致BCAA/BCKA（Branched-chainα-Keto Acid,支链α-酮酸）累积。降低蛋白质摄入可以降低ob/ob小鼠中BCAA/BCKA的浓度,显著改善肥胖小鼠葡萄糖耐受和胰岛素敏感性。反之,增加BCAA摄入后,肥胖小鼠葡萄糖耐受降低,胰岛素敏感性下降。因此肥胖小鼠中BCAA分解代谢障碍导致的BCAA/BCKA累积促进了胰岛素抵抗。进一步研究发现,在肥胖小鼠中高BCAA/BCKA抑制促胰岛素敏感的脂肪因子Sfrp5的表达,当过表达Sfrp5后,炎症因子表达下降,小鼠葡萄糖耐量和胰岛素敏感性改善,说明Sfrp5至少部分介导了BCAA/BCKA促进肥胖小鼠胰岛素抵抗的作用。在正常体重小鼠中,BCAA/BCKA水平的升高伴随脂质累积减少,血浆和骨骼肌游离脂肪酸含量下降,胰岛素信号增强,葡萄糖耐量和胰岛素敏感性得到改善。因此BCAA/BCKA对胰岛素敏感性的调控受多种因素影响,在肥胖小鼠和正常体重小鼠中呈现不同效果。除了调控胰岛素敏感性外,BCKA抑制线粒体氧化磷酸化。与文献报道的其他线粒体抑制剂类似,BCKA可以显著减少心肌缺血再灌注损伤。机制研究发现BCKA保护氧化应激损伤的线粒体,维持ATP生成,抵抗细胞坏死。总之,本研究发现的BCAA/BCKA新功能为胰岛素抵抗、糖尿病、心肌梗死的诊断治疗提供了新思路,同时也为新药的研发提供了潜在靶点。