從根本上說,糖尿病是一種由壓力引起的疾病。微觀壓力,引起炎症和阻斷胰島素胰腺的產生,以及由於缺乏調節血糖的激素而引起的全身應激。科學家在美國加州舊金山大學(加州大學舊金山UCSF)發現分子起到應力在糖尿病的早期階段增加了關鍵作用 - 蛋白TXNIP(硫氧還蛋白相互作用蛋白)。該分子刺激導致產生胰島素的胰腺細胞死亡的炎症過程的發展。
研究結果發表在“細胞代謝”雜誌上,與聖路易斯華盛頓大學(聖路易斯華盛頓大學)科學家的研究成果並行發表。
這項研究可以被稱為新藥開發的路線圖,其作用機制將是阻斷TXNIP的作用和預防或暫停,從而發展蛋白質增強的炎症過程。在這方面工作的科學家們認為,這種策略可以使患者在疾病的最早階段受益,當時糖尿病才剛剛開始發展或在不久的將來發展(這一時期稱為“蜜月期”)。
大量臨床研究表明,飲食結構的改變和其他方法可延緩糖尿病的發生在一些人甚至防止其發展等。這項研究的主要目的 - 找到一種方法來延長無限期的“蜜月”,說明其主管FEROZ爸爸(FEROZ爸爸),醫學博士,加州大學舊金山分校醫學副教授和研究員在UCSF糖尿病中心(UCSF糖尿病中心)和加州理工學院定量生物科學(加利福尼亞生物科學研究所)。
糖尿病的基礎是胰腺特殊細胞功能的破壞 - β細胞,產生胰島素的激素,調節血糖。一個β細胞可以每分鐘合成一百萬個胰島素分子。這意味著健康的胰腺約有10億個β細胞每年在任何沙灘和世界任何沙漠地區產生更多的胰島素分子。如果β細胞死亡,胰腺不能產生足夠的胰島素,並且身體不能保持適當的血糖水平。這正是糖尿病發生的情況。
近年來進行的研究使得Pope博士及其同事得出結論:內質網(ER)的壓力是破壞β細胞和糖尿病的基礎。
內質網存在於任何細胞中,並且它的膜覆蓋的結構在顯微鏡下清晰可見。在所有細胞中,內質網起著重要作用,有助於處理和凝結由它們合成的蛋白質。但對於β細胞來說,這種結構由於其特殊功能 - 胰島素的分泌而特別重要。
的內質網(ER)到不可恢復地高水平折疊蛋白的積累導致折疊蛋白(未折疊蛋白應答,UPR),其目的是使細胞凋亡的程序細胞內信號途徑的過度活化,稱為響應。科學家們發現,一個蛋白質TXNIP是在一個重要的節點“來折疊蛋白終端響應”。蛋白TXNIP迅速誘導IRE1α,雙功能激酶/內切核糖核酸酶(RNA酶)內質網。亢進IRE1α蛋白通過減少水平不穩定TXNIP微小RNA的miR-17的mRNA增加TXNIP的穩定性。反過來,增加蛋白質水平TXNIP激活inflamasomu NLRP3,引起胱天蛋白酶原-1和分泌白細胞介素1β(IL-1β)小鼠秋田去除TXNIP基因應力ER期間降低胰β細胞的死亡和抑制糖尿病由於不正確的定相胰島素原的裂解。最後,RNA酶IRE1α的小分子抑製劑抑制合成TXNIP,阻斷IL-1β的分泌。因此,響應於折疊蛋白使用的路徑IRE1α-TXNIP終端刺激無菌性炎症和編程性細胞死亡,並可能成為有效的藥物的開發用於治療細胞變性疾病的靶標。
如果您接受微型工廠的β細胞,ER可稱為運輸倉庫 - 最終產品精美包裝的地方,提供地址標籤並發送到目的地。
健康細胞的內質網類似於組織良好的倉庫:貨物被快速處理,包裝和發送。處於壓力狀態的ER類似於隨處可見的鬆散無裝貨物的廢墟。這種情況持續的時間越長,衰變越嚴重,身體從根本上解決了這個問題:它幾乎將工廠焚燒到地面並關閉倉庫。
用科學術語來說,細胞啟動了ER中所謂的“對未折疊蛋白質的反應”。該過程激活由白細胞介素-1蛋白(IL-1)介導的炎症,並且最終包括細胞程序死亡程序編程的細胞死亡。
在全身範圍內,這樣的損失並不那麼可怕:胰腺中有大約10億個β細胞,大多數人可以承受失去一小部分胰島素的奢侈。問題是有很多人燒掉了太多的“倉庫”。
“胰腺沒有如此大的儲備 - 如果這些細胞開始死亡,其餘的細胞必須”兩個“工作,”帕帕博士解釋說。在某個骨折點,平衡被破壞,糖尿病發展。
認識到炎症過程在糖尿病發展中的重要性,一些製藥公司已經開展了新藥的臨床試驗,其目標是蛋白白介素-1。
在他的作品波普博士和他的同事們強調在這一過程迄今的作用被低估的關鍵球員 - TXNIP蛋白 - 作為一個新的靶向藥物:TXNIP參與破壞性ER應激響應折疊蛋白,炎症和細胞死亡的開始。
研究人員發現,在該過程開始時,IRE1蛋白誘導TXNIP,其直接導致IL-1和炎症的合成。從等式中去除TXNIP可以保護細胞免受死亡。事實上,當沒有TXNIP的小鼠與易發生糖尿病的動物雜交時,後代完全免疫於這種疾病,因為它們產生胰島素的β細胞能夠存活。
根據Papa博士的說法,人類TXNIP的抑制可以通過延緩糖尿病的發生來保護他們的β細胞 - 這個想法現在需要開發並最終在臨床試驗中進行測試。