拙劣的生产胰岛素分子可能会导致糖尿病

图像椒盐饼工厂生产线、输送皮带带着面团,形成未成熟的椒盐卷饼,烤箱熟。

现在想象将会发生什么如果椒盐卷饼面团开始溢出流混合器和作为一个团到输送机上,畸形,和其他坚持快速的面团完全形成,未成熟的椒盐卷饼。结果:一团糟。如果这混乱可能不再是转达了放入烤箱,凌乱的面团的备份系统将变得更糟,更糟的是,可能最终关闭整个工厂。

本质上可能发生的一种小得多的工厂:制造胰岛素的细胞在糖尿病患者的身体。

根据一组新的发现来自密歇根大学的医学院,那些小工厂可能关闭,因为生产故障的分子称为胰岛素原的前体,或“面团”,其中胰岛素。

被称为β细胞胰岛素工厂,他们通常生产大量在胰腺的胰岛素。这种胰岛素供应可以根据需要释放到血液中去,帮助身体将糖从食物转化为能量的细胞。

但是在糖尿病患者中,β细胞工厂不跟上对胰岛素的需求,和糖在血液中积累,破坏神经,血管壁和肾脏。就像一个工厂,不能填满一个热门产品,越来越多的订单形势不断恶化和糖尿病的进展。

科学家们一直在努力理解为什么糖尿病患者的胰岛素生产受阻,和密歇根大学的团队一直专注于生产和折叠的胰岛素原分子β细胞的深处。使用一个标签,可以使胰岛素原绿色发光,他们已经找到一种方法去看动物细胞内胰岛素原,折叠成一个形状,然后可以变成胰岛素。当然,这也让他们研究这一过程出错时会发生什么。

在新的纸,印刷出版之前在线发表在《美国国家科学院团队细节调查结果和建议胰岛素原“blob”可能导致β细胞功能障碍和死亡,这反过来又可以导致一开始,或发展,糖尿病。

资深作者彼得•Arvan医学博士博士说,“我们相信在胰岛素的生产工厂,新制的胰岛素原的错误折叠副本可以在几个方面的。本文表明,可能发生的第一件事就是错误折叠胰岛素原可以坚持其他胰岛素原在第一阶段的生产在内质网内,“区域细胞的蛋白质。

负责人Arvan代谢、内分泌和糖尿病在密歇根大学医学院和密歇根全面糖尿病中心主任解释说,这种连锁反应可以从几个错误折叠胰岛素原分子。它可以导致β细胞关闭和胰岛素缺乏。“错误折叠胰岛素原没有得到工厂的出口,和通常折叠后胰岛素原,”他说。”很快,胰腺β细胞的胰岛素分泌,以应对客户对产品的需求,增加血糖。“这是糖尿病的一个重要标志。

Arvan,威廉和德洛丽丝Brehm 1型糖尿病研究的教授,和第一作者明刘,医学博士博士领导的研究小组在发展中所需要的技术可视化胰岛素原生产系统,然后研究问题通过生产过程遵循错误折叠的分子途径。

首先,团队改造人类胰岛素原的基因插入一个标签,使蛋白质荧光,但并不妨碍生产、函数或分泌胰岛素。他们将人类基因在大鼠胰腺细胞,它允许他们看到的人类胰岛素原住老鼠的细胞在显微镜下。

接下来,团队引入到标记的人类胰岛素基因突变导致胰岛素原分子折叠错误。这允许他们看到发生了什么事当人类胰岛素原错误折叠和正常大鼠胰岛素原生产相同的细胞内。

他们看到的是错误折叠荧光胰岛素原困在内质网,所以它不可能沿着正常的“传送带”使胰岛素。同时,这的交通阻塞正常的胰岛素原在同一个细胞。这种“蛋白质混乱”的内质网直接抑制β细胞胰岛素分泌,甚至包括胰岛素生产,否则来自于正常大鼠胰岛素原。β细胞开始遭受这个,他们最终死亡。

Arvan实验室还与其他组织合作来识别新的先天性糖尿病患者的胰岛素原基因的突变,并了解这些突变可能会导致类似的“蛋白质混乱。”

这些显然是第二个最常见的基因突变导致的先天性糖尿病,这是一个相对罕见的遗传性疾病。先天性糖尿病不同于1型糖尿病由于先天性糖尿病不是免疫系统的攻击造成的对身体的β细胞,因为它是由父母传给孩子。Arvan镜子和他的团队怀疑婴儿先天性糖尿病胰岛素原伸展他们的新研究中发现,在被称为秋田老鼠,老鼠出生后自发患糖尿病。

”——仍未确定的最大的问题是有多少糖尿病的常见的形式还包括胰岛素原错误折叠的β细胞压力最大值,使所有的胰岛素,“Arvan笔记。“这是一个问题,我们正在积极追求。”

来源:密歇根大学健康系统

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