Cell子刊确定糖尿病第三种关键激素

2014-4-08 09:50 来源: 生物通
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  通过研究小鼠和人类的血液、肝脏样本,来自约翰霍普金斯大学儿童中心的科学家们发现一个从前未曾想到的肝脏激素在2型糖尿病形成中起关键性的作用。在美国有近2600万人受累于2型糖尿病,它是心脏病、中风、肾病、神经及眼损伤的一个主要原因。

  发表在4月1日《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志上的研究结果表明,已知调控青春期和生育的激素kisspeptin 1(K1)也减慢了胰岛素生成,由此推动了2型糖尿病形成。

  这些研究结果提供了研究人员在了解2型糖尿病起源方面一个缺失环节。两种激素:胰高血糖素和胰岛素必须同步作用维持健康的血糖水平。当血糖水平下降时,胰高血糖素分泌导致肝脏释放它的葡萄糖储备进入到血流中。当血糖水平升高时,胰岛素拮抗胰高血糖素,通过将血糖运出血液,送至器官和组织作为燃料从而帮助机体降低血糖。

  在2型糖尿病中,胰腺细胞分泌过少或根本不分泌胰岛素,导致血糖危险性累积。罹患2型糖尿病和前期糖尿病的人甚至在胰岛素存在以及机体不需要更多葡萄糖的情况下,具有异常高水平的胰高血糖素。

  长期以来研究人员都想知道,异常的胰高血糖素水平是否以某种方式影响了胰腺的胰岛素分泌细胞。流行的观点认为,暴露于长期升高的胰高血糖素和血糖水平下逐渐地损害了胰腺,过度劳累的β细胞慢慢减少了胰岛素输出直到它们停止生成胰岛素。

  然而,新研究结果表明胰腺细胞不仅疲累,它们的功能还直接受到了K1的抑制。具体说来,研究人员发现在高水平胰高血糖素的刺激下,肝脏将K1释放到血液中。随后K1导向胰腺β细胞,抑制了胰岛素分泌。

  首席研究员、约翰霍普金斯大学儿童中心内分泌学家和代谢专家Mehboob Hussain博士说:“我们的结果表明,胰高血糖素发出命令,K1执行命令,并且在这一过程中它似乎是2型糖尿病中胰岛素分泌下降的原因。

  Hussain说:“仅胰高血糖素和胰岛素实际上没有任何的意义。过去一直漏掉了一样东西,我们认为kisspeptin 1是一个极好的候选因子填补遗漏那部分。我们的所有研究结果都指向这一方向。”

  在一组实验中,研究人员通过喂给高热量食物喂肥了一组小鼠。不出所料,小鼠形成了糖尿病,它们血液中的胰岛素生成下降,K1水平直线上升。当研究人员采用化学方法改变糖尿病小鼠的肝脏使得它们无法生成K1时,动物的胰岛素水平恢复至健康范围。接下来,研究人员操控小鼠的胰腺细胞缺失K1受体。这些小鼠甚至在尽情享用高脂食物时,仍维持了健康的胰岛素生成和血糖水平。换句话说, K1受体缺失使得这些动物的胰岛素分泌细胞不受K1的影响。

  并且,研究人员发现在来自2型糖尿病患者的血液和肝脏样本中K1水平明显升高。此外,当研究人员将小鼠胰腺细胞暴露于来自于2型糖尿病患者的富含K1的血浆中时,这些细胞的胰岛素生成下降。

  该研究小组表示,确定K1为糖尿病的一个关键因子为我们提供了一种可能的新治疗靶点,可促使开发出一些药物来恢复胰岛素分泌细胞的功能。当前,糖尿病治疗是通过注射合成胰岛素来维持血糖水平。而恢复天然胰岛素生成理论上可以治愈糖尿病,而不仅仅是缓解它的症状。

  该研究小组称,已经鉴别出了一种激素样的物质可阻断小鼠胰腺细胞中的K1受体。研究人员接下来将研究这种受体阻断剂能否修复人类胰腺细胞的功能。

  Hussain说,鉴别出K1也具有进化上的意义,其或许可以解释为什么糖尿病是一种跨物种的古老常见病。Hussain和同事们认为K1有可能进化至发挥胰岛素削弱作用,阻止战斗或逃跑情况下血糖的急剧下降。

  Hussain 说:“当动物进入战斗状态或是试图逃离捕食者时糖为其提供关键的燃料。餐后高水平的胰岛素可导致血糖降至低危水平,使得动物变得虚弱、易受损伤。因此,我们认为K1是在那样的生死情况下阻止胰岛素降糖效应的一种防御机制。”

  2型糖尿病与高脂和高糖饮食及久坐不动的生活方式密切相关,是糖尿病的主要形式,导致了超过90%的糖尿病病例。2型糖尿病过去大多见于中老年人,而现在肥胖率不断增高推动了这一疾病在年轻人和孩子中日益普遍。