《細胞》子刊:破解肥胖導致糖尿病的關鍵環節

▎藥明康德內容團隊編輯
《細胞》子刊:破解肥胖導致糖尿病的關鍵環節】超重和肥胖人群患糖尿病的風險更高 , 這個觀點已經得到無數研究的證實 。 但體重增加是如何導致糖尿病的?其中的關鍵分子機制卻是個長期無解的難題 。
現在 , 一項發表于《細胞·代謝》的研究揭開了其中的關鍵線索:糖尿病高風險人群普遍存在一種酶的缺陷 , 這種缺陷導致關鍵脂肪酸的加工過程受損 , 從而引起糖尿病 。 這項發現不僅有助于理解糖尿病發病機制 , 同時為高風險人群提供了預防或延緩糖尿病的潛在靶點 。
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領導這項研究的華盛頓大學醫學院教授ClayF.Semenkovich表示 , 很多糖尿病風險個體的胰島素水平升高 , 這是胰島素抵抗的標志 , 這也意味著麻煩正在醞釀 。 “如果我們能在患者真正發展為糖尿病之前施加干預 , 有可能幫助很多人避免相關健康問題 , 例如心臟病、慢性腎病、神經系統損傷、視力下降等 。 ”
當一個人體內的脂肪過多 , 就會向胰島β細胞發送信號 , 刺激后者分泌更多胰島素 。 當胰島素水平維持在高水平 , 身體就會對胰島素產生抵抗 , 最終分泌胰島素的胰島β細胞功能受損 , 造成糖尿病 。
通過對人體組織樣本的研究 , 研究團隊發現胰島素的過量生產與棕櫚?;╬almitoylation)過程相關 。 通過這個過程 , 細胞將通過飲食攝入的棕櫚酸附著在蛋白質上 。
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▲研究發現 , APT1酶的缺陷導致小鼠胰島β細胞過量分泌胰島素(圖片來源:Semenkovichlab)
棕櫚酸可以附著在人體的數千種蛋白質上 , 但研究團隊發現 , 當這種脂肪酸無法從β細胞的蛋白質上移除 , 就會導致糖尿病 。 進一步的檢驗發現 , 糖尿病風險人群普遍缺乏移除β細胞上棕櫚酸所需的APT1酶 。
“因為這個過程中的錯誤 , 他們會過量分泌胰島素 , 因此無法調節β細胞分泌胰島素的過程 , ”Semenkovich教授表示 , “棕櫚?;^程在一定程度上調節了胰島素分泌 。 ”
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▲APT1酶影響胰島素分泌的示意圖(圖片來源:參考資料[1])
此外 , 研究團隊還對小鼠進行了基因改造 , 使得它們缺乏APT1酶 。 不出所料 , 這些基因編輯小鼠發展出糖尿病 。
由于APT1功能受損導致患糖尿病風險升高 , 研究團隊進一步找到了能增加APT1酶活性的化合物 。 目前 , 研究團隊正對幾種候選化合物開展進一步研究 。 “我們認為 , 通過提升APT1酶的活性 , 我們或許可以逆轉這個過程 , 降低高風險人群發展為糖尿病的可能性 。 ”Semenkovich教授表示 。
參考資料:
[1]ClayF.Semenkovich,Palmitoylationcouplesinsulinhypersecretionwithb-cellfailureindiabetes,CellMetabolism(2023).DOI:10.1016/j.cmet.2022.12.012
[2]Studyrevealsobesity-relatedtriggerthatcanleadtodiabetes.RetrievedJanuary11th,2023fromhttps://www.eurekalert.org/news-releases/976197