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糖尿病是一種慢性疾病,影響全球超過4.6億人。隨著生活和飲食習慣的改變,糖尿病已經成為繼心腦血管疾病、惡性腫瘤之後影響人類健康的第三大因素。據估計,中國成年人有超過1.14億糖尿病患者。也就是說,全世界超過1/4的“糖友”都在中國!
糖尿病會誘發一系列的併發症,例如心血管疾病和腎病等等,嚴重影響人類健康。儘管胰島素治療可以控制血糖濃度,減少病發病,但達不到治癒的效果。
近日,美國哈佛大學和麻省理工學院的研究人員在頂尖期刊" Nature "上發表了一篇題為"A hormone complex of FABP4 and nucleoside kinases regulates islet function"的研究論文。
該研究表明,一種新發現的激素可能是1型、2型糖尿病的關鍵驅動因素,它對生產胰島素的胰島β細胞極不友好,靶向這種激素可以治癒患糖尿病的小鼠。
在我們身體的正常代謝過程中,有很多激素參與,如胰島素,是機體內唯一降低血糖的激素,同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成。瘦素是另一種,由脂肪細胞產生,作用於位於中樞神經系統的受體,從而調控生物的進食行為以及代謝。
十多年前,研究人員發現,脂肪細胞在脂肪分解過程中會分泌一種稱為脂肪酸結合蛋白4(FABP4)的蛋白質。此後,大量研究表明FABP4與代謝疾病之間存在相關性。然而,作用機制尚不清楚。
Fabkin,是該研究發現的新激素,是由FABP4與腺苷激酶和核苷二磷酸激酶形成功能性激素複合物,在代謝過程中,Fabkin與傳統激素有所不同,它不是具有單一確定受體的單個分子。
在該研究中,研究人員發現當FABP4從脂肪細胞中分泌出來並進入血液時,它與腺苷激酶和核苷二磷酸激酶結合,形成Fabkin蛋白複合物。在這種蛋白質複合物中,FABP4會改變這些酶的活性,進而改變在細胞代謝中起關鍵作用的分子ATP和ADP的水平。
此外,研究人員發現,鄰近的細胞透過其表面的受體感知ATP與ADP的變化,並做出相應的變化,從而觸發細胞對不斷變化的能量狀態做出反應。
然而,這一過程的受害者是胰腺中產生胰島素的β細胞,β細胞是Fabkin的作用靶標之一,Fabkin在刺激細胞受體之後會破壞細胞內部的鈣離子平衡,進一步造成內質網應激,導致胰島β細胞的內質網功能紊亂,最終使細胞死亡。而1型和2型糖尿病患者正是由於β細胞缺乏或功能失調。
研究人員表明,Fabkin是驅動糖尿病的因素。
進一步研究發現,在患有1型或2型糖尿病的小鼠和人類患者中,Fabkin的血液水平異常高,當研究人員使用抗體中和小鼠的Fabkin活性時,可以防止動物患上兩種形式的糖尿病。
此外,當這種抗體被給予肥胖且患糖尿病小鼠時,發現它們就會恢復到健康狀態。
研究人員表示,Fabkin可能在人類中扮演著類似的角色,而這種激素複合物可能是一個很有前景的治療靶點。而Fabkin的發現不得不讓我們退後一步,重新考慮我們對激素如何工作的基本理解。
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參考資料:
[1]https://doi.org/10.1038/s41586-021-04137-3