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现代社会越来越发达,人们越来越不愁生活,吃不饱饭仿佛已经成了另一个次元的事情,随之而来的就是越来越多的人患上了2型糖尿病这样的“富贵病”(以下简称糖尿病)。
根据不久之前发表在《糖尿病学》杂志上的综述文章,中国已经成了全球糖尿病患者人数最多的国家,而且在过去的30年里,发病人率还在以火箭式速度攀升——年,患病率尚且不足1%,然而在年已经达到了惊人的10.9%[1]!
另一方面,糖尿病的治疗还处于比较初级的阶段。糖尿病最显著的特征是高血糖症,在炎症和胰岛素抵抗的作用下,分泌胰岛素的胰岛β细胞独力难支、日渐消瘦,由功能障碍最终走向消亡的道路。然而目前的主流治疗方法,仍然是对血糖水平的控制,在挽救β细胞上,我们能做的实在有限。
要不怎么说剧情峰回路转呢,谁能想到,拯救β细胞的惊天大秘密,居然就隐藏在我们再熟悉不过的维生素D里!
严格来说,这个大幂幂是与维生素D受体(VDR)有关的。
本周的《细胞》杂志上,来自SALK研究所的分子生物学大牛RonaldM.Evans携团队发表了一种保护胰岛β细胞的新方法!研究者们发现,维生素D受体是炎症和β细胞存活的关键调控因素,它可以与染色质相关蛋白结合,进而调控基因表达,产生抗炎效应。重要的是,在不同阶段的糖尿病小鼠模型中,利用小分子药物对该过程的调控都成功缓解了高血糖症,并改善了β细胞的功能[2]!
本项研究的通讯作者之一RonaldEvans,目前在世的生物学家中h指数排前十的真大牛
在我们心里,维生素D可能更多地是和补钙联系在一起的。实际上,从遗传学上来看,糖尿病患者患上维生素D缺乏症的可能性更高,维生素D相关基因的变异也与葡萄糖耐受、炎症等有关[3]。还有一些大型流行病学证据表明,血液中高维生素D水平与低糖尿病风险有关。近来,人们也逐渐意识到维生素D所具有的抗炎作用[4]。
那么维生素D会带来治疗糖尿病的新方向吗?不说别的,研究者们尝试着在iPSC诱导的β细胞中敲除了维生素D受体,仅仅这样就令β细胞功能瘫痪了!可见维生素D受体真的在β细胞功能中占据一个很重要的地位。
β细胞是胰腺中负责生产、储存和释放胰岛素的一类细胞。当它的功能失调时,机体就不能生产胰岛素来控制血糖,这就使得血糖水平会上升到危险甚至致命的水平。在题为“VitaminDSwitchesBAFComplexestoProtectβCells”的这篇论文中,来自美国Salk生物学研究所的科学家们报道了一种通过保护β细胞治疗糖尿病的潜在新方法。
重要发现
具体来说,研究人员利用一个意想不到的来源——维生素D——实现了他们的目标。在细胞和小鼠模型中,维生素D被证明对治疗受损的β细胞有好处。
论文的共同通讯作者RonaldEvans说:“先前,我们知道糖尿病是由炎症引起的疾病。在这项研究中,我们发现,维生素D受体是炎症和β细胞存活的重要调节因子。”
利用胚胎干细胞培育出的β细胞,Evans等鉴定出了一个名为iBRD9(aselectiveinhibitorofthebromodomainofBRD9,简称BRD9抑制剂)的化合物。当与维生素D联合时,iBRD9似乎能够增加维生素D受体的激活,从而改善β细胞的生存。在糖尿病小鼠模型中,这种联合治疗被证实能够使动物血糖恢复到正常水平。
左图:糖尿病小鼠胰腺中受损的胰岛素阳性β细胞(红色);右图:经维生素D激活剂和BRD9抑制剂(BRD9inhibitor,iBRD9)联合治疗后,糖尿病小鼠胰腺中的β细胞(红色)得到了保护。
背后机制
论文的第一作者ZongWei说:“这项研究是通过观察维生素D在β细胞中的作用开始的。先前基于患者的流行病学研究表明,血液中维生素D浓度高与糖尿病风险降低之间存在相关性,但其背后的机制尚不清楚。”
图片来源:Cell
在这项新研究中,科学家们发现,转录似乎与维生素D的这一益处有关。iBRD9与维生素D的联合会使某些保护性基因表达的水平比在病变细胞(diseasedcell)中高得多。激活维生素D受体能够触发这些基因的抗炎功能,帮助细胞在有压力的条件下生存。
深远影响
论文的共同通讯作者MichaelDownes说:“通过使用在实验室中开发出的筛选系统,我们已经回答出了‘如何激活维生素D通路’这一谜题的一个重要部分。”
Credit:CC0PublicDomain
作者们认为,这一发现将产生非常深远的影响。“在这项研究中,我们调查的是糖尿病,但由于维生素D受体是一个非常重要的受体,因此,对需要提高维生素D的其他治疗(不局限于糖尿病治疗)来说,它可能具有普遍性。举例来说,我们特别有兴趣在胰腺癌中调查调节维生素D受体的影响。”参与该研究的RuthYu解释道。
最后,研究人员强调,虽然iBRD9似乎不会对小鼠产生任何副作用,但在临床试验开始之前还需要做进一步的测试。
研究者认为,这项研究可能会带来更加深远的影响。毕竟这条通路是十分基础的,可能在更多的疾病、例如癌症中也也发挥着作用,或许将来能够转化为临床上更多不同的药物。
图文来源于网络,更多推荐:
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