研究小组揭示了某种糖尿病的分子机制

通过研究儿童的一种罕见和严重的糖尿病,爱荷华大学的研究人员发现了一种调节专门的胰腺细胞和胰岛素分泌的新分子机制。该机制涉及一种称为锚蛋白的蛋白质,UI研究人员先前将其与可能致命的人类心脏心律不齐相关联。

调查结果显示在本周的早期版本中 美国国家科学院院刊可能有助于确定治疗罕见和常见形式的糖尿病和高胰岛素血症的新分子靶标。

疾病控制与预防中心估计,美国有2360万人患有糖尿病。这种疾病使死亡风险加倍,并包括心脏病,中风,眼和肾问题以及周围血管疾病等并发症。

爱荷华大学团队与圣路易斯华盛顿大学的研究人员合作,使用动物和细胞模型来研究与永久性新生儿糖尿病有关的基因突变。具有这种遗传形式的糖尿病的儿童在6个月大时会出现症状,并且需要终生依赖胰岛素​​来维持适当的葡萄糖水平。

研究小组发现,特定的人类基因突变破坏了蛋白锚蛋白调节关键蛋白复合物(称为KATP通道)的能力。

“我们已经知道KATP通道复合体的人类突变可能导致糖尿病或高胰岛素血症,”这项研究的Faith Kline博士说’是爱荷华大学卡佛大学医学院的内科学的主要作者和博士后。“现在,我们知道了这种特定的KATP通道突变如何导致疾病。

“KATP通道实质上是胰腺β细胞分泌胰岛素的守门员。如果没有这个看门人的适当调节,则胰腺β细胞将无法有效地调节胰岛素分泌。”

在健康个体中,胰岛β细胞通过分泌适当量的胰岛素来响应血糖水平的变化。 β细胞功能异常可能会导致血糖调节异常和严重的糖尿病。

“这项研究的关键发现是鉴定胰腺β细胞中的锚蛋白,后者是一种可兴奋的细胞。锚蛋白在其他可兴奋细胞(如神经元和称为心肌细胞的心脏细胞)的离子通道调节中也起着至关重要的作用。” said the paper’的高级作者,爱荷华大学内科副教授,皮尤学者(Pew Scholar)的彼得·莫勒(Peter Mohler)博士。

具体来说,研究小组发现该基因突变阻止了大多数KATP通道与锚蛋白结合,锚蛋白通常充当细胞伴侣。此故障将阻止KATP通道到达其在细胞膜中的正常目的地。

“锚蛋白就像细胞的出租车一样,将乘客通道带到细胞膜。在这种KATP基因突变的情况下,锚蛋白和通道无法正常相互作用,因此通道基本上‘miss their ride’并没有到达期望的位置,” Mohler said.

该小组还发现,确实到达胰腺细胞膜的少数突变KATP通道对细胞代谢的改变没有反应。结果,胰腺β细胞不能适当释放胰岛素。

“这是另一个令人振奋的例子,说明了了解稀有疾病的基础如何为控制人类生理学的分子途径提供了意想不到且令人着迷的见解,” Mohler said.

华盛顿大学研究小组的成员是Harley Kurata博士和Colin Nichols博士。爱荷华大学的其他成员包括医学博士Mark E. Anderson,医学博士Thomas J. Hund,医学博士Shane R. Cunha,Patrick Wright和医学博士Olha Koval。 D.



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