威斯康星麥迪遜——研究人員發(fā)現(xiàn)了一種以前未知的方法，讓胰腺細(xì)胞決定自己分泌多少胰島素。這可能為開發(fā)改善二型糖尿病患者胰島素分泌的藥物提供一個(gè)有希望的新目標(biāo)。
威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的科學(xué)家和他們的同事在最近發(fā)表在《細(xì)胞代謝》雜志上的兩篇論文中指出，一種被忽視的酶，稱為丙酮酸激酶，是胰腺細(xì)胞感知糖水平和釋放適當(dāng)胰島素的主要方式。
通過對嚙齒動物和人類胰腺細(xì)胞的幾次概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，刺激丙酮酸激酶的藥物不僅能增加胰島素分泌，還能對肝臟、肌肉和紅細(xì)胞產(chǎn)生其他代謝保護(hù)作用。結(jié)果表明，激活丙酮酸激酶可能是一種增加胰島素分泌以抵抗二型糖尿病的新方法，但在使用任何新的治療方法之前，還需要更多的研究。
負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的西澳大利亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院和公共衛(wèi)生學(xué)院的醫(yī)學(xué)教授Matthew Merrins說：“過量的胰島素會將血糖降低到危險(xiǎn)的水平，過量的胰島素會導(dǎo)致糖尿病?！薄拔覀冊谶@里問的問題是：葡萄糖和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)如何打開胰腺中的細(xì)胞，釋放出適量的胰島素？”
這項(xiàng)工作是通過仔細(xì)分析關(guān)鍵生化事件的矛盾時(shí)間獲得的。當(dāng)時(shí)，人們普遍知道胰島細(xì)胞對血液中營養(yǎng)的反應(yīng)。研究人員指出了一個(gè)新的更豐富的模型來理解如何控制這個(gè)重要的過程來解決這些矛盾。
幾十年來，科學(xué)家們一直認(rèn)為細(xì)胞中的能量發(fā)生器線粒體可以觸發(fā)胰島素分泌。這是很自然的解釋，因?yàn)榫€粒體會產(chǎn)生ATP這種高能分子，而在這個(gè)過程中，ATP的低能版本ADP就會被耗盡。ADP的下降會刺激鈣——釋放和儲存胰島素的最終觸發(fā)因素。
但是時(shí)間沒有意義。線粒體在胰島素分泌開始時(shí)最活躍，而不是之前。此外，線粒體會在耗盡足夠的ADP觸發(fā)胰島素分泌之前停滯不前。
解決這些明顯矛盾的線索來自于20世紀(jì)80年代對心肌細(xì)胞的研究。當(dāng)時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)丙酮酸激酶(將糖轉(zhuǎn)化為能量，獨(dú)立于線粒體)也可能嚴(yán)重消耗ADP。這一過程發(fā)生在參與胰腺胰島素釋放的ADP感應(yīng)蛋白附近。Mehrings的研究小組認(rèn)為，也許胰腺利用這種接近來微調(diào)胰島素的釋放。
在最初的實(shí)驗(yàn)中，研究人員向含有丙酮酸激酶的胰腺細(xì)胞切片提供糖和ADP。酶吞噬了這兩種成分，耗盡了ADP。丙酮酸激酶起著重要作用，因?yàn)樗挥谟|發(fā)胰島素分泌的ADP傳感蛋白附近。
Mehrings說：“這是我們論文中的重要概念之一：代謝的位置對其功能至關(guān)重要。”
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