اكتشف علماء سالك ارتباط السمنة الجزيئية بمقاومة الأنسولين ومرض السكري من النوع الثاني

3 آذار، 2009

اكتشف علماء سالك ارتباط السمنة الجزيئية بمقاومة الأنسولين ومرض السكري من النوع الثاني

3 آذار، 2009

لا جولا ، كاليفورنيا - يعتبر التبديل الجزيئي الموجود في الأنسجة الدهنية للفئران البدينة عاملاً حاسمًا في تطوير مقاومة الأنسولين ، وفقًا لتقرير العلماء في معهد سالك للدراسات البيولوجية. وُجد سابقًا أنه يزيد من إنتاج الكبد للجلوكوز أثناء الصيام ، وهو بروتين يُعرف بـ CREB ، يتم تنشيطه أيضًا في الأنسجة الدهنية للفئران البدينة حيث يعزز مقاومة الأنسولين.

النتائج التي توصلوا إليها ، والتي نشرت في عدد مارس من استقلاب الخلية تشير إلى أن نشاط CREB يمكن أن يوفر تحذيرًا مبكرًا للأشخاص الذين يعانون من السمنة المفرطة والذين لديهم استعداد لتطوير مقاومة الأنسولين وقد يؤدي إلى علاجات جديدة لمرض السكري لا تتطلب فقدان الوزن.

"السمنة عامل خطر رئيسي لتطوير مرض السكري من النوع الثاني ،" يقول مارك مونتميني، دكتوراه في الطب ، دكتوراه ، أستاذ في مختبرات مؤسسة كلايتون لبيولوجيا الببتيد الذي قاد الدراسة الحالية ، "ولكن ليس كل شخص يعاني من السمنة يصبح مقاومًا للأنسولين ، لذا فإن تحديد الأحداث الأولية التي تؤدي إلى المقاومة يمثل هدفًا مهمًا لأبحاث مرض السكري . "

أدت النظم الغذائية الغنية بالدهون إلى زيادة في الشكل الذي يصيب البالغين من مرض السكري ، والمعروف باسم النوع الثاني ، والذي يحدث عندما تصبح أنسجة المرضى مقاومة للأنسولين ، وهو هرمون ينتج عندما نأكل يتحكم في كيفية استخدام الخلايا للجلوكوز كمصدر للطاقة. في آخر إحصاء ، يعاني 23.6 مليون شخص في الولايات المتحدة من مرض السكري ، مع تصنيف 57 مليونًا آخرين على أنهم يعانون من أعراض ما قبل السكري ، وهي أرقام من المقرر أن تزداد جنبًا إلى جنب مع أحزمة الخصر الآخذة في التوسع.

"بالنظر إلى أن السمنة الآن في أعلى مستوياتها ومن المتوقع أن تزداد سوءًا في المستقبل القريب ، فإن العلاجات التي يمكن أن توقف نشوء مرض السكري من النوع الثاني في مواجهة السمنة ستكون ذات قيمة كبيرة" ، كما يقول المؤلف الأول المشارك مازيار صابري ، دكتوراه ، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم الغدد الصماء والتمثيل الغذائي بجامعة كاليفورنيا ، سان دييغو.

لفهم مقاومة الأنسولين ، لجأ علماء Salk إلى معرفتهم بما يحدث عندما تصوم الحيوانات ، حيث تشترك الدولتان في العديد من الميزات. عندما تذهب أجسامنا بدون طعام ، نبدأ في تفتيت الدهون واستخدامها كمصدر بديل للطاقة بينما يكون الخيار المفضل للجسم ، الجلوكوز ، خارج القائمة. هذه العملية ، المعروفة باسم تحلل الدهون ، منظمة بإحكام ؛ عندما نأكل مرة أخرى ، فإن الأنسولين الناتج يحول تحلل الدهون مرة أخرى لصالح استخدام السكر كوقود.

يوضح مونميني أن "الصوم من نواحٍ عديدة يشبه حالة مقاومة الأنسولين" ، "زيادة إنتاج الجلوكوز في الكبد ، وانخفاض امتصاص الجلوكوز في العضلات ، وزيادة تحلل الدهون في الخلايا الدهنية وعدم إنتاج الأنسولين." لكن حيث يختلف الصيام العادي عن مرض السكري مع ذلك ، فإن تحلل الدهون في المرضى الذين يعانون من مقاومة الأنسولين يمر دون رادع.

كشفت أعمال سابقة قام بها مونميني وزملاؤه عن بروتين يعرف باسم CREB الذي ينظم استجابة الجسم للصيام. عندما تنخفض مستويات الجلوكوز في الدم ، يزيد الروتين CREB من إنتاج الجلوكوز في الكبد للحفاظ على إمداد الدماغ بالطاقة. ولكن كما توقع نموذج العلماء ، يتم تنشيط CREB أيضًا في الأنسجة الدهنية للفئران البدينة المقاومة للأنسولين.

لاختبار ما إذا كان التخلص من CREB على وجه التحديد في الدهون قد يكون مفيدًا ، ابتكر الباحث ما بعد الدكتوراه والمؤلف المشارك الأول Ling Qi ، Ph.D. ، فئرانًا تفرز بروتينًا صناعيًا يعرف باسم ACREB في الخلايا الدهنية الناضجة. يلتصق ACREB بـ CREB بدرجة عالية من التقارب ، ويمتصه ويمنعه من الارتباط بالحمض النووي وتشغيل الجينات المستهدفة.

للوهلة الأولى ، بدت الفئران التي تحتوي على ACREB في خلاياها الدهنية طبيعية. ولكن عندما أطعم العلماء هذه الفئران بنظام غذائي غني بالدهون وشبيه بالوجبات السريعة ، لاحظوا شيئًا رائعًا. على الرغم من أنهم أصبحوا يعانون من السمنة ، إلا أن الفئران الشرهة لـ ACREB لم تظهر أعراض مرض السكري مثل هذا الهيجان الغذائي الذي يسببه عادة. لاحظ Qi أن "منع نشاط الـ CREB يحسن حساسية الأنسولين ويقلل الالتهاب في الحيوانات البدينة".

ولم تتوقف الأخبار السارة عند هذا الحد. والأكثر إثارة للاهتمام هو ما حدث في الأنسجة الأخرى عندما تم إيقاف بروتين CREB في الأنسجة الدهنية الدهنية. لم تحافظ فئران ACREB البدينة على القدرة على استشعار الأنسولين في الدهون فحسب ، بل امتد هذا التأثير المفيد إلى العضلات والكبد.

يشير هذا الاتصال بين الأنسجة إلى دور للعقار CREB في إفراز الهرمونات ، التي يمكنها الانتقال بحرية عبر الجسم. أحد هذه الهرمونات المشتقة من الدهون هو الأديبونكتين ، المعروف بزيادة استجابة الأنسجة لتأثيرات الأنسولين. وبالفعل ، ارتفعت مستويات الأديبونكتين في فئران ACREB ، مما قد يفسر تحسن حساسية الفئران للأنسولين.

يختبر العلماء الآن ما إذا كان تعطيل البروتينات الأخرى التي تعمل جنبًا إلى جنب مع CREB لتشغيل الجينات في الدهن سيكون له نفس التأثير. قد يسمح العثور على علاج خاص بالخلايا الدهنية بعلاجات يمكن أن تحاكي التأثير الذي شوهد في فئران ACREB دون تعطيل الوظائف الرئيسية لـ CREB في الأنسجة الأخرى. في غضون ذلك ، قد يكون النشاط المرتفع لـ CREB في الأنسجة الدهنية مؤشراً مبكراً قيماً لحالة ما قبل السكري.

العلماء الآخرون الذين ساهموا في هذه الدراسة هم Yiguo Wang و Judith Altarejos و Renaud Dentin و Susie Hedrick في معهد Salk و Erik Zmuda و Tsonwin Hai من قسم الكيمياء الحيوية الجزيئية والخلوية بجامعة ولاية أوهايو و Xinmin Zhang في NimbleGen و Gautam Bandyopadhyay و Jerry أوليفسكي ، أستاذ الطب بقسم الغدد الصماء والأيض ، جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو.

للحصول على معلومات حول تسويق هذه التقنية ، يرجى الاتصال بـ Dave Odelson على 858-453-4100 ، x 1223 (dodelson@salk.edu) في مكتب سالك لإدارة التكنولوجيا والتطوير.