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在截止日期前整理和分泌胰岛素

发表在《生物化学杂志》(Journal of Biological Chemistry)上的一项研究描述了一种确定胰岛素颗粒贮存袋年龄的新方法,并阐明了它们的年龄如何影响它们释放到血液中。这一发现可以帮助专家更好地了解糖尿病并调整治疗方法。

胰岛素是一种控制血糖水平的激素。当血糖升高时,它由胰腺分泌到血液中。当胰岛素在血液中循环时,肌肉和其他细胞吸收葡萄糖作为燃料,因此血糖水平下降。在2型糖尿病,以前称为成人发作型糖尿病,这一过程失败。葡萄糖在血液中积累,要么是因为胰腺不能产生足够的胰岛素来满足饮食中的糖分摄入,要么是因为腺体不能正常工作。

根据美国疾病控制和预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据,大约每10个美国人中就有1个患有糖尿病,而全世界有超过4.15亿人患有糖尿病。高达95%的人患有2型糖尿病。治疗通常需要痛苦和频繁的胰岛素注射或使用机械胰岛素泵。没有治愈的方法。

研究人员在他们的论文中指出,现有的糖尿病治疗方法增加胰岛素分泌,而不考虑胰岛素颗粒的年龄。“因此,”他们写道,“这些方法只在短期内有效。”

胰岛素由胰腺的细胞制造,储存在胰岛素颗粒中,然后组织成池,最终分泌到血液中。年轻的胰岛素颗粒比年老的更容易分泌,原因尚不清楚。

发表在JBC上的科学家们想了解更多关于胰腺细胞如何区分年轻或年老的胰岛素颗粒。

“目前的治疗方法没有考虑泳池的存在,”主持这项研究的悉尼大学助理教授梅尔卡姆凯贝德(Melkam Kebede)说。“通过进化,(胰腺)细胞已经决定了分泌什么和不分泌什么。理解这一机制和这些池之间的分子差异,肯定会给我们带来一些有意义的东西。”

在他们的论文中,研究人员描述了他们开发的一种技术来区分年轻的胰岛素颗粒和年老的胰岛素颗粒。科学家们将一种名为Syncollin-dsRedE5TIMER的荧光蛋白放入新制造的胰岛素颗粒中,并用激光和探测器将标记可视化。在较年轻的颗粒中,标记物发出绿色荧光;随着颗粒老化,标记开始发出红色荧光。

作者监测了胰岛素颗粒池的运动和其他变化,发现正如预测的那样,小鼠和人类细胞都优先释放年轻的胰岛素颗粒池到血液中以应对葡萄糖。

然后,研究人员开始了解更多关于胰腺细胞如何将胰岛素颗粒分类并在经历代谢压力时释放它们。他们在论文中写道,令人担忧的是,在压力下,“细胞可能会失去区分年轻(颗粒)和年老的能力。”

研究小组从小鼠体内分离出细胞,模拟慢性低血糖、高血糖和正常血糖水平,发现不同的葡萄糖水平决定了胰岛素颗粒的分泌,无论年轻还是年老。当他们使用被称为db/db小鼠的2型糖尿病普通小鼠模型时,他们看到了类似的结果。

这些发现很重要,Kebede说,因为“所有影响胰岛素分泌的药物…只是将任何颗粒推入细胞内,最终都失败了。”

悉尼大学的主要作者Belinda Yau指出,老化的胰岛素颗粒在正常功能的细胞中会自然降解,但糖尿病患者会分泌更多的胰岛素颗粒,而且它们的释放方式不匹配。

能够看到随着年龄增长的胰岛素颗粒,更好地了解年龄如何影响他们的分泌,可能会导致发现新的生物标记,能够指示糖尿病的发展,并有助于创建2型糖尿病的治疗方法。

“如果我们能了解颗粒的组成和作用,我们就能找到一种方法来减缓或加速它们的分泌,”邱说。

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