Cell:糖尿病治療新武器,居然是屠呦呦用于抗瘧的諾獎成果!-國內聚焦-資訊-生物在線

Cell:糖尿病治療新武器,居然是屠呦呦用于抗瘧的諾獎成果!

作者:杭州環特生物科技股份有限公司 2017-02-22T13:58 (訪問量:7465)

12月1日,Cell雜志在線發表了奧地利科學院分子醫學研究中心的一篇文章,題為“Artemisinins Target GABAA Receptor Signaling and Impair α CellIdentity”,研究發現獲得諾貝爾生理學或醫學獎的FDA批準用于治療瘧疾的青蒿素,可在胰腺中將α細胞轉化成胰島素分泌細胞,成為治療糖尿病的新武器。

這是一個簡單而優雅的治療1型糖尿病的策略:用新產生的胰島素分泌細胞替代患者體內的損壞的β細胞。多年來,世界各地的研究人員嘗試了以干細胞或成體細胞來誘導這種轉變的多種方法。他們的努力導致人們對β細胞參與發育的分子機制有一個基本的認識,但是,能夠做到這種伎倆的化合物未被發現。

研究團隊的領頭人,奧地利CEMM研究中心的Stefan Kubicek在Cell上發表了他們的新成果,研究顯示,青蒿素能夠擊中治療糖尿病的靶點。研究者們使用一種特殊的全自動分析方法,測試了被批準對抗瘧疾的藥物對培養α細胞的代表性文庫的影響?!拔覀兊难芯靠梢员砻髑噍锼乜梢愿淖儺a生的α細胞產生胰高血糖素的表觀遺傳過程,并誘導其生化功能發生了深刻的變化” Stefan Kubicek解釋說。

α和β細胞與至少三種不同的高度特異化的細胞類型,共同形成所謂的人體血糖規律控制中心——胰島。β細胞產生的激素信號可以降低血糖,而來自α細胞的胰高血糖素具有相反的效果。但是,這些細胞是靈活的:以往的研究表明,α細胞可以在β細胞極度缺失的情況下補充產生胰島素的細胞。表觀遺傳調節者Arx是這個轉化過程的關鍵分子。

“ARX調節許多α細胞功能的關鍵基因”Stefan Kubicek說?!蔽覀兊暮献髡叩那捌诠ぷ鳎琍atrick Collombat的團隊發現,基因敲除技術可導致α細胞轉化為β細胞”。然而,這樣的效果只在活的生物模型觀察到了,這意味著研究者們不能確定周圍的細胞或器官的額外因素是否起了作用。為了排除這些因素,Kubicek團隊和諾和諾德的Jacob HecksherSorensen小組共同設計了特殊的α和β細胞系,在隔離的環境下分析他們。結果顯示在不受體內環境影響的情況下,Arx的丟失足以識別細胞。

CEMM的研究人員利用這些細胞系,在能夠測試他們的化合物庫發現青蒿素與ARX損失具有相同的效果。與CeMM研究小組密切合作的由 Christoph Bock 和 Giulio Superti-Furga領導的研究小組以及維也納醫科大學Tibor Harkany的小組,他們設法闡明了通過青蒿素重塑α細胞的分子活動模式: 該化合物結合到gephyrin蛋白上,并激活細胞信號傳導的中央開關GABA受體。隨后,無數的生物化學反應的變化導致α細胞產生胰島素。Patrick Collombat在同期Cell發表的另一項研究結果表示,在小鼠模型注射GABA也導致了α細胞轉化為β細胞,這表明兩種物質的靶向機制相同。

除了細胞系實驗,青蒿素的影響也在動物模型中顯示:Stefan Kubicek的團隊和他們的合作者(Martin Distel, CCRI Wien; Dirk Meyer, Leopold-Franzens-Universit?tInnsbruck; Patrick Collombat, INSERM Nice; Physiogenex, Labege)觀察到,在患糖尿病的斑馬魚,在小鼠和大鼠給予青蒿素后,β細胞在大量上升,血糖平衡也有所改善。因青蒿素在魚與嚙齒類動物體內的分子靶點,和人類的非常相似,其對α細胞的影響極有可能也會發生在人類身上?!帮@然,青蒿素類藥物的長期效果有待檢驗,”Stefan Kubicek說?!坝绕涫侨祟惁良毎脑偕芰€未可知。此外,新的β細胞必須要有免疫保護系統。但我們相信,青蒿素及其作用方式的發現,可以為一個完全新的1型糖尿病治療方式奠定基礎?!?

參考文獻:

1. Jin Li et al. Artemisinins Target GABAA Receptor Signaling and Impair αCell Identity. Cell, December 2016 DOI: 10.1016/j.cell.2016.11.010

2. Nouha Ben-Othman et al. Long-Term GABA Administration Induces AlphaCell-Mediated Beta-like Cell Neogenesis. Cell, December 2016DOI:10.1016/j.cell.2016.11.002

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