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表觀基因組分析揭示胰島素抗性新線索

2016-11-14 來(lái)源:糖尿病好醫(yī)生  標(biāo)簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護(hù)膚
摘要:表觀基因組學(xué)修飾是指DNA結(jié)構(gòu)的變化,它們不同于突變,可以在細(xì)胞分裂時(shí)在細(xì)胞與細(xì)胞之間進(jìn)行傳遞,并從一代傳遞給下一代。

  通過(guò)研究胰島素的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能,美國(guó)貝斯以色列女執(zhí)事醫(yī)療中心(BIDMC)的研究人員帶領(lǐng)的一個(gè)研究小組,揭開(kāi)了胰島素抗性(2型糖尿病的一個(gè)標(biāo)志)發(fā)展中以前未知的步驟。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2015年1月份的《NatureCellBiology》雜志,他們這項(xiàng)令人驚訝的新發(fā)現(xiàn),確定了兩個(gè)轉(zhuǎn)錄因子——糖皮質(zhì)激素受體(GR)和維生素D受體(VDR),它們?cè)谝葝u素抵抗中發(fā)揮重要的作用,從而提供了第一手證據(jù)表明,細(xì)胞核中的變化是導(dǎo)致這種疾病的原因,并為2型糖尿病藥物開(kāi)發(fā)提供了新的途徑。

  本文資深作者、哈佛醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)教授、BIDMC內(nèi)分泌學(xué)、糖尿病和代謝部門的EvanRosen博士解釋說(shuō):“我們想了解,最初發(fā)生了什么事情使身體變得反應(yīng)遲鈍并不再‘聽(tīng)從于’胰島素。胰島素抵抗已經(jīng)仔細(xì)研究了幾十年,但是大多數(shù)研究都集中在激素產(chǎn)生后細(xì)胞中立即發(fā)生的快速事件。通過(guò)表觀基因組作圖,我們現(xiàn)在已經(jīng)確定了需要較長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展的事件,而且包括以前未知的生物學(xué)通路。也許最重要的是,我們發(fā)現(xiàn),這些通路在細(xì)胞核中通過(guò)調(diào)控關(guān)鍵靶基因的表達(dá)而發(fā)揮完全作用,但許多人認(rèn)為這個(gè)過(guò)程與這種常見(jiàn)疾病的發(fā)展無(wú)關(guān)。”

  以前對(duì)胰島素抗性的研究,幾乎都僅集中在細(xì)胞表面或附近的蛋白質(zhì)及細(xì)胞功能,胰島素在此部位進(jìn)行結(jié)合。然而,流行病學(xué)和分子數(shù)據(jù)表明,導(dǎo)致胰島素抗性的事件,也可能發(fā)生在細(xì)胞核中,那里儲(chǔ)存著DNA信息。

  Rosen指出,其中一個(gè)這樣的證據(jù)來(lái)自于圍繞胎兒編程(fetalprogramming)的觀察。他解釋說(shuō):“胎兒編程集中在宮內(nèi)環(huán)境暴露。所以,例如,胚胎從母體那里接受太少還是太多的營(yíng)養(yǎng),可能致使一個(gè)人在成年后患上肥胖者還是糖尿病,這反過(guò)來(lái)又可以傳遞給下一代。有許多證據(jù)表明,胰島素抗性可以通過(guò)這種方法傳遞,并且這種類型的代際事件(intergenerationalevent)幾乎一定發(fā)生在細(xì)胞核中。”

  表觀基因組學(xué)修飾是指DNA結(jié)構(gòu)的變化,它們不同于突變,可以在細(xì)胞分裂時(shí)在細(xì)胞與細(xì)胞之間進(jìn)行傳遞,并從一代傳遞給下一代。通過(guò)定位這些修飾,科學(xué)家能夠獲得細(xì)胞核功能的重要見(jiàn)解。

  為了更好地了解表觀基因組在胰島素抗性狀態(tài)中是如何改變的,研究小組用兩種化合物(類固醇地塞米松和細(xì)胞因子腫瘤壞死因子α,TNF)的其中一種來(lái)處理脂肪細(xì)胞。Rosen說(shuō):“從本質(zhì)上說(shuō),這些藥物預(yù)計(jì)將在細(xì)胞中引起幾乎相反的效果,可是我們知道這兩種藥物都會(huì)引起胰島素抵抗。這為我們提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì),探討每種藥物如何影響細(xì)胞的表觀基因組。然后,通過(guò)重點(diǎn)觀察兩種藥物處理所產(chǎn)生的共同變化,我們可以辨別出哪些表觀基因組事件可能是胰島素抵抗的核心。”由于所分析的表觀基因組變化類型發(fā)生在轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合部位,該研究小組可以使用他們的數(shù)據(jù)來(lái)推斷,哪種轉(zhuǎn)錄因子可能參與了胰島素抵抗的發(fā)展。

  Rosen說(shuō):“糖皮質(zhì)激素受體(GR)和維生素D(VDR)受體剛好符合要求。”隨后的一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí),GR和VDR受體的確合作并共同導(dǎo)致了胰島素抵抗。

  Rosen說(shuō):“我們的發(fā)現(xiàn)是出乎意料的,有幾個(gè)原因。首先,TNF是一種強(qiáng)的炎癥誘導(dǎo)因子,而GR可以防止炎癥。此外,較高的維生素D水平與更好的胰島素敏感性相關(guān),因此我們很驚訝地發(fā)現(xiàn),VDR與胰島素抵抗有關(guān)。這些結(jié)果對(duì)于圍繞‘維生素D和代謝健康之間關(guān)系’的一些基本假設(shè),提出了質(zhì)疑。更重要的是,這些數(shù)據(jù)告訴我們,對(duì)于觸發(fā)糖尿病的基本機(jī)制,我們還有很多需要了解的地方,這些結(jié)果為我們開(kāi)發(fā)糖尿病藥物指出了新的途徑。”

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