Материал добавлен пользователем MinotavrБелок снапин - переключатель секреции инсулина при диабете 2 типа
Ученые Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) считают, что открыли молекулярный переключатель секреции инсулина – гормона, регулирующего уровень сахара в крови, что впервые дает объяснение этому процессу. В статье, опубликованной в журнале Cell Metabolism, исследователи говорят о том, что их работа раскрывает эту давнюю тайну и может привести к усовершенствованию методов лечения диабета 2 типа, наиболее распространенной формы этого заболевания.
«До нашего открытия не было полного понимания механизма, лежащего в основе
нарушений в инсулин-продуцирующих бета-клетках островков Лангерганса
поджелудочной железы. Это затрудняет разработку новых и более эффективных
препаратов», - говорит доктор медицины Мехбуб Хусейн (Mehboob Hussain),
адъюнкт-профессор педиатрии, медицины и биологической химии. «Наше исследование
раскрыло эту многолетнюю тайну».
После еды поджелудочная железа вырабатывает инсулин, переводя глюкозу из крови в
клетки, где она используется в качестве топлива для получения энергии. У
пациентов с диабетом 2 типа либо не вырабатывается достаточного количества
инсулина, либо их клетки резистентны к его действию.
В исследовании, специально разработанном для более точного выяснения, как
поджелудочная железа секретирует инсулин, группа Хусейна изучила, каким образом
химические вещества выделяются другими клетками организма. Их внимание привлек к
себе белок снапин (Snapin), обнаруженный в нервных клетках, так как он
используется нейронами для выброса химических веществ, необходимых для клеточной
коммуникации. Снапин обнаружен и в инсулин-продуцирующих панкреатических
бета-клетках.
Чтобы детально исследовать роль снапина, ученые модифицировали ген этого белка у
мышей, что позволяло им постоянно держать синтез снапина в поджелудочной железе
во «включенном» состоянии. Через сутки выращивания таких панкреатических клеток
в культуре они «накормили» их глюкозой и взяли образцы, чтобы измерить,
насколько много они выделили инсулина.
Сравнив результаты своих измерений с теми, что были получены на панкреатических
клетках нормальных мышей, они обнаружили, что нормальные мыши выделяли примерно
в три раза меньше инсулина, чем мыши с постоянно включенным геном снапина (2.8
против 7.3 миллиардных долей грамма инсулина на клетку).
Ученые были удивлены, обнаружив, что у мышей с постоянно «включенным» снапином
не увеличилось количество клеток поджелудочной железы. Не увеличился и размер
самих клеток. Они просто вырабатывали больше инсулина. «Это значит, что все наши
инсулин-продуцирующие бета-клетки имеют этот удивительный резерв инсулина, о
существовании которого мы не знали, и контролирующий его переключатель» -
комментирует результаты Хусейн.
Чтобы убедиться в том, что выключение снапина уменьшает выделение инсулина, и
еще раз продемонстрировать, что именно снапин контролирует этот процесс, ученые
сначала вырастили клетки поджелудочной железы нормальных мышей, а затем
обработали их химическим веществом, которое остановило в них синтез этого белка.
Они снова залили клетки глюкозой и измерили, сколько они выделили инсулина.
Нормальные клетки выделили 5.8 миллиардных долей грамма на клетку, в то время
как клетки, не синтезирующие снапина, только 1.1, то есть примерно на 80
процентов меньше.
«Эти результаты убедили нас в том, что снапин действительно является
переключателем, выделяющим инсулин из поджелудочной железы», - говорит Хусейн.
Как правило, по мнению Хусейна, при поступлении в организм глюкозы начальный
выброс инсулина панкреатическими бета-клетками происходит почти сразу, а затем
большее его количество постепенно выделяется примерно через 15 минут. Однако у
пациентов с диабетом 2 типа и генно-инженерных мышей с аналогичным метаболизмом
такого первоначального выброса не происходит, хотя последующее постепенное
выделение инсулина сохранено.
«Мы знали, как важен первый выброс инсулина для контролирования уровня сахара,
но не знали, что конкретно нарушено в бета-клетках у людей с диабетом 2 типа», -
говорит Хусейн. «У нас есть препараты, сохраняющие первый выброс, и, тем не
менее, мы не полностью понимали, как они работают».
Ученых заинтересовал вопрос, можно ли использовать снапин для исправления
дефектов в клетках животных с диабетом.
Так как клетки с постоянно включенным снапином продуцируют слишком много
инсулина, ученые решили посмотреть, можно ли использовать эту особенность, чтобы
сохранить способность таких мышей к первоначальному выбросу гормона. После
генетической модификации панкреатических бета-клеток мышей с диабетом 2 типа,
позволившей поддерживать постоянный синтез снапина, они обработали их глюкозой и
обнаружили, что клетки действительно сохранили эту способность.
«Хотя постоянно включенный синтез спанина в таких клетках мышей решает проблему
на этой животной модели диабета 2 типа, мы все еще очень далеки от уверенности в
том, что этот механизм будет работать на людях. Но начало обнадеживает», -
говорит Хусейн.
Источник: www.lifesciencestoday.ru