厦大:合作发现II型糖尿病相关基因

【字体: 时间:2014年01月10日 来源:生物通

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  美国伊利诺伊大学芝加哥分校和中国厦门大学药学院的研究人员,在国际知名杂志《Diabetes》上发表的一项研究成果表明,在小鼠模型中,一个单基因——称为MADD——如果不能正常运作,胰岛素就不能被释放到血流中调控血糖水平的缺失,从而能够直接引起2型糖尿病。

  

生物通报道:美国伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)医学院和中国厦门大学药学院的研究人员发现,在小鼠中,一个单基因的功能障碍,能够引起空腹高血糖——2型糖尿病的主要症状。这项研究成果发表在最近的著名科学杂志《Diabetes》上(Diabetes为美国糖尿病学会会刊,糖尿病领域顶级杂志,发表糖尿病相关基础研究)。(延伸阅读:Nature子刊:SLC30A8基因功能缺失性突变可预防2型糖尿病
   本文的第一作者李良成(Liang-cheng Li),2001年毕业于中国医学科学院、中国协和医科大学药物所,获理学博士学位。2002年起先后在美国新泽西医科和牙科大学,美国伊利诺伊大学从事博士后及访问学者研究。2013年应聘为厦门大学药学院副教授。长期以来从事肿瘤、自身免疫性疾病和糖尿病的发病机理以及药物作用靶点的寻找和鉴定工作。有多篇文章发表在Cancer Research,The Journal of Biological Chemistry,J. Immunology,PLOS ONE, Thyroid, Acta Pharmaceutica Sinica 等专业杂志上。
   本文的通讯作者是UIC的微生物学和免疫学教授Bellur S. Prabhakar,他指出,这个基因称为MADD,如果这个基因不能正常运作,胰岛素就不能被释放到血流中调控血糖水平。
   2型糖尿病,原名叫成人发病型糖尿病,多在35~40岁之后发病,占糖尿病患者90%以上。2型糖尿病患者体内产生胰岛素的能力并非完全丧失,有的患者体内胰岛素甚至产生过多,但胰岛素的作用效果较差,因此患者体内的胰岛素是一种相对缺乏,可以通过某些口服药物刺激体内胰岛素的分泌。大约8%的美国人和全球超过3.66亿人都受2型糖尿病的影响。这种疾病能引起严重的并发症,包括心血管疾病、肾功能衰竭、肢缺损和失明。
   在健康人体中,胰腺中的β细胞能够分泌胰岛素,以响应餐后血液中的血糖升高。胰岛素可让葡萄糖进入细胞中(在那里它可被用作能量),使血液中的葡萄糖水平保持在一个狭窄的范围内。2型糖尿病患者,不能产生足够的胰岛素,或者对其效果具有抵抗力。他们必须全天都密切监控血糖水平,当药物治疗失败后就要注射胰岛素。
   在以前的研究中,Prabhakar从人类β细胞中分离出几个基因,包括MADD,这些基因与某些癌症有关。在成千上万受试者中发现的小的遗传变异显示,MADD基因突变,与欧洲和中国汉族2型糖尿病密切相关。
   Prabhakar称,有这种基因突变的人,具有高血糖和胰岛素分泌问题——这是2型糖尿病的标志。但是目前还不清楚,这种突变是如何引起这些症状,或者这个基因是单独起作用,还是与2型糖尿病相关的其它基因合作发挥作用。
   为了研究MADD在糖尿病中的作用,Prabhakar及其同事们,构建了一种小鼠模型,其MADD基因被从胰岛素产生β细胞中删除。所有这些小鼠都具有升高的血糖水平,研究人员发现这是由胰岛素释放不足引起的。
   Prabhakar说:“在它们细胞中,我们没有看到任何的胰岛素抗性,但是这很显然,β细胞不能正常运作。”对β细胞的检查结果表明,它们里面塞满了胰岛素。他说:“这些细胞正在生产大量的胰岛素,它们只是不去分泌它。”
   结果表明,仅仅一个运作正常的MADD基因的缺失,就能直接引起2型糖尿病。Prabhakar指出:“没有这个基因,胰岛素就不能离开β细胞,血糖水平就会慢性地升高。”
   目前,Prabhakar希望调查一种药物的疗效,这种药物可使MADD缺失的β细胞中的胰岛素正常分泌。他说:“如果这种药物能够逆转小鼠模型β细胞内有缺陷的MADD基因相关的不足,它就有潜力治疗带有这种突变和胰岛素分泌有缺陷的人和/或2型糖尿病患者。”(生物通:王英)

生物通推荐原文摘要:
IG20/MADD Plays a Critical Role in Glucose-Induced Insulin Secretion
Abstract:Pancreatic β-cell dysfunction is a common feature of Type-2 diabetes. Earlier, we had cloned IG20 cDNA from a human insulinoma and had shown that IG20/MADD can encode six different splice isoforms that are differentially expressed and have unique functions, but its role in β-cell function was unexplored. To investigate the role of IG20/MADD in β-cell function we generated conditional knockout (KMA1ko) mice. Deletion of IG20/MADD in β-cells resulted in hyperglycemia and glucose intolerance associated with reduced and delayed glucose-induced insulin production. KMA1ko β-cells were able to process insulin normally, but had increased insulin accumulation and showed a severe defect in glucose-induced insulin release. These findings indicated that IG20/MADD plays a critical role in glucose-induced insulin release from β-cells and its functional disruption can cause Type-2 diabetes. The clinical relevance of these findings is highlighted by recent reports of very strong association of rs7944584 single nucleotide polymorphism (SNP) of IG20/MADD with fasting hyperglycemia/diabetes. Thus, IG20/MADD could be a therapeutic target for Type-2 diabetes, particularly in those with rs7944584 SNP.

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