在1型糖尿病中,細胞修復過程會受到損傷,這會導致細胞死亡和導致并發癥。最近,美國Joslin糖尿病中心的科學家,對于1形糖尿病的并發癥發展,提出了新的見解,相關研究結果發表在8月刊的國際代謝研究領域頂尖期刊《Cell Metabolism》。
并發癥是嚴重1型糖尿病的一個主要原因,影響著心血管系統、腎臟、眼睛和神經。本文資深作者、Joslin糖尿病中心胰島細胞和再生生物學部門PI、哈佛大學醫學院醫學副教授Rohit Kulkarni稱:“即使有很好的血糖控制,1型糖尿病患者仍能發展出并發癥,影響他們的工作和生活質量。如果我們能找到某種療法,在早期階段及時發現并發癥,那么糖尿病患者就會有更健康、更富有成效的生活。”
研究人員一直很難確定“1型糖尿病患者身體的細胞修復過程是如何出現故障的”,因此不能開發出有效的治療方法。一個挑戰在于,缺乏可以準確復制人類疾病的動物和細胞模型,用于科學調查。
在這項研究中,誘導多能干細胞(iPSC)——具有分化成身體任何類型細胞的潛能,被用作疾病模型。它們來自1型糖尿病患者的皮膚細胞(這些患者患病50年以上,是Joslin 50-Year Medalist Program的成員),也來自健康對照者。Kulkarni博士說:“研究直接來自患者的iPSC,具有超過其他模型的一大優勢。”
研究人員根據并發癥情況將受試者進行分類:嚴重并發癥的是金牌+ C,缺乏或輕度并發癥的是Medalist -C。
Kulkarni博士說:“iPSC和皮膚細胞的遺傳學分析表明,相對于Medalist -C group和對照組,Medalist +C組受試者的基因和蛋白表達,都有顯著的差異。”
在Medalist +C組中,監測人體細胞DNA修復過程的DNA損傷檢驗點途徑有所改變。這種機制在Medalist –C組中運行良好,從而確保受損細胞被修復,防止細胞死亡和并發癥的發展。神經細胞提供的進一步證據與iPS細胞有所區別:來自Medalist +C族的神經細胞比Medalist –C組的神經細胞更容易發生早期死亡。
分析顯示,Medalist +C組中的miR200蛋白水平,比Medalist -C組和對照組更高。Kulkarni博士說:“這是一個非常重要的發現,因為miR200在DNA修復過程中起著重要的作用。”
當科學家們降低了miR200在Medalist +C 組患者來源iPSC和皮膚細胞中的表達后,DNA損傷檢驗點途徑機制得以恢復,并且細胞中的DNA損傷減少。這使得miR200成為治療干預的一種潛在靶標,也是早期檢測并發癥發展的可能的生物標志物。
Joslin糖尿病中心的研究人員正在繼續調查miR200和DNA修復。Kulkarni博士說:“我們需要弄清miR200調節DNA修復過程的確切機制,并確定血液中的miR200是否可以被檢測到,并作為并發癥的一種有效生物標志物。”
他們計劃使用iPSC分化為腎臟、眼睛和血管細胞,來了解“這些細胞如何發展出并發癥“的更多信息。Kulkarni博士說:“這些分化的細胞可以提供一種更快和更有效的方式,來測試不同患者中哪種藥物最有效。”
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