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丙酮酸氧化决定胰岛数目和β-细胞质量

日期:2014-10-21 00:00:00

在一个共同合作中,研究人员在纽约州立大学水牛城分校的莫成•帕特尔博士以及劳森健康研究院和加拿大西安大略大学的大卫•希尔博士的带领之下,评估粒线体中的综合酵素--丙酮酸脱氢酶复合体在小鼠新生期间如何调控胰岛的β细胞的发育和成熟。

 

在胰腺β细胞内葡萄糖的代谢对于胰岛素基因表达和胞外分泌的贺尔蒙来说是很关键的一环,但是有越来越多的证据显示,葡萄糖代谢途径同时对于β-细胞发育和维持成年人的β细胞质量非常重要。在小鼠β细胞中针对葡萄糖激酶剃除后不仅防止了葡萄糖所刺激的胰岛素分泌,而且也抑制了β细胞的增殖,并与细胞凋亡的增加有关联。在组织培养中,直接操纵胚胎胰脏的葡萄糖可用性实验则显示了转录调控因子神经元素3(Neurog3)NEUROD对于α和β细胞的发育是很必要的存在。

 

针对此主题,帕特尔等人的论文提到丙酮酸脱氢酶α组件是丙酮酸脱氢酶复合物调控丙酮酸代谢的速率决定酵素;在老鼠实验模式中剔除了β细胞的丙酮酸脱氢酶α组件之后,如同预期的会引起胰岛素可用性降低以及葡萄糖敏感性释放,但是却也同时观察到新生老鼠β细胞数目减少以及Neurog3NEUROD和的Pdx1的表达。有趣的是,同时也在胰岛素免疫阳性,特胰岛的内分泌小细胞簇中看到数目的减少,意味着也减少了新生β-细胞的来源。这个新发现强调了β-细胞中控制葡萄糖代谢的途径对于维持β-细胞质量以及贺尔蒙和生长因子,例如胰高血糖素样多肽1(GLP1)是同等重要的。

 

此研究主题刊登于20148月的《实验生物及医学》,证明了丙酮酸脱氢酶复合体不仅对于胰岛素基因表达和葡萄糖刺激的胰岛素分泌非常必要,同时还直接影响β-细胞的生长和成熟,更阐明了葡萄糖代谢会直接调控β细胞质量和可塑性。

 

纽约州立大学水牛城分校生物化学、医学和生物医学科学学院的特聘教授,同时也是资深编辑的莫成•帕特尔博士说道:“这些发现显示了葡萄糖代谢是调控β细胞质量的主要调控因子,很可能是独立的讯息传递路径,例如可能不同于胰岛素受体作用物2讯息传递路径。”

 

 

 

 

 

 

 

 

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