美國伊利諾伊大學芝加哥分校(UIC)醫學院和中國廈門大學藥學院的研究人員發現,在小鼠中,一個單基因的功能障礙,能夠引起空腹高血糖——2型糖尿病的主要癥狀。這項研究成果發表在最近的著名科學雜志《Diabetes》上(Diabetes為美國糖尿病學會會刊,糖尿病領域頂級雜志,發表糖尿病相關基礎研究)。
本文的第一作者李良成(Liang-cheng Li),2001年畢業于中國醫學科學院、中國協和醫科大學藥物所,獲理學博士學位。2002年起先后在美國新澤西醫科和牙科大學,美國伊利諾伊大學從事博士后及訪問學者研究。2013年應聘為廈門大學藥學院副教授。長期以來從事腫瘤、自身免疫性疾病和糖尿病的發病機理以及藥物作用靶點的尋找和鑒定工作。有多篇文章發表在Cancer Research,The Journal of Biological Chemistry,J. Immunology,PLOS ONE, Thyroid, Acta Pharmaceutica Sinica 等專業雜志上。
本文的通訊作者是UIC的微生物學和免疫學教授Bellur S. Prabhakar,他指出,這個基因稱為MADD,如果這個基因不能正常運作,胰島素就不能被釋放到血流中調控血糖水平。
2型糖尿病,原名叫成人發病型糖尿病,多在35~40歲之后發病,占糖尿病患者90%以上。2型糖尿病患者體內產生胰島素的能力并非完全喪失,有的患者體內胰島素甚至產生過多,但胰島素的作用效果較差,因此患者體內的胰島素是一種相對缺乏,可以通過某些口服藥物刺激體內胰島素的分泌。大約8%的美國人和全球超過3.66億人都受2型糖尿病的影響。這種疾病能引起嚴重的并發癥,包括心血管疾病、腎功能衰竭、肢缺損和失明。
在健康人體中,胰腺中的β細胞能夠分泌胰島素,以響應餐后血液中的血糖升高。胰島素可讓葡萄糖進入細胞中(在那里它可被用作能量),使血液中的葡萄糖水平保持在一個狹窄的范圍內。2型糖尿病患者,不能產生足夠的胰島素,或者對其效果具有抵抗力。他們必須全天都密切監控血糖水平,當藥物治療失敗后就要注射胰島素。
在以前的研究中,Prabhakar從人類β細胞中分離出幾個基因,包括MADD,這些基因與某些癌癥有關。在成千上萬受試者中發現的小的遺傳變異顯示,MADD基因突變,與歐洲和中國漢族2型糖尿病密切相關。
Prabhakar稱,有這種基因突變的人,具有高血糖和胰島素分泌問題——這是2型糖尿病的標志。但是目前還不清楚,這種突變是如何引起這些癥狀,或者這個基因是單獨起作用,還是與2型糖尿病相關的其它基因合作發揮作用。
為了研究MADD在糖尿病中的作用,Prabhakar及其同事們,構建了一種小鼠模型,其MADD基因被從胰島素產生β細胞中刪除。所有這些小鼠都具有升高的血糖水平,研究人員發現這是由胰島素釋放不足引起的。
Prabhakar說:“在它們細胞中,我們沒有看到任何的胰島素抗性,但是這很顯然,β細胞不能正常運作。”對β細胞的檢查結果表明,它們里面塞滿了胰島素。他說:“這些細胞正在生產大量的胰島素,它們只是不去分泌它。”
結果表明,僅僅一個運作正常的MADD基因的缺失,就能直接引起2型糖尿病。Prabhakar指出:“沒有這個基因,胰島素就不能離開β細胞,血糖水平就會慢性地升高。”
目前,Prabhakar希望調查一種藥物的療效,這種藥物可使MADD缺失的β細胞中的胰島素正常分泌。他說:“如果這種藥物能夠逆轉小鼠模型β細胞內有缺陷的MADD基因相關的不足,它就有潛力治療帶有這種突變和胰島素分泌有缺陷的人和/或2型糖尿病患者。”
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