ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับวิธีการครอสทอล์คระหว่างเซลล์ตับอ่อนอาจขับเคลื่อนรูปแบบที่หายากของโรคเบาหวาน

ในตับอ่อน เซลล์เบต้าที่ผลิตอินซูลินจะรวมกลุ่มกับเซลล์ต่อมไร้ท่อที่ผลิตฮอร์โมนอื่นๆ และล้อมรอบด้วยเซลล์ตับอ่อนที่หลั่งเอนไซม์ย่อยอาหาร นักวิจัยของ Joslin Diabetes Center ได้แสดงให้เห็นว่ารูปแบบของโรคที่สืบทอดมาหายากรูปแบบหนึ่งที่เรียกว่าโรคเบาหวานที่เริ่มมีอาการในวัยหนุ่ม (MODY) นั้นได้รับแรงหนุนจากเอนไซม์ย่อยอาหารกลายพันธุ์ที่สร้างขึ้นในเซลล์ตับอ่อนต่อมไร้ท่อซึ่งจะถูกดูดซึมโดยเซลล์เบต้าที่สร้างอินซูลินที่อยู่ใกล้เคียง

การค้นพบนี้อาจช่วยในการทำความเข้าใจโรคอื่นๆ ของตับอ่อน รวมทั้งเบาหวานชนิดที่ 1 หรือ 2 ซึ่งโมเลกุลที่ผิดปกติระหว่างเซลล์ทั้งสองกลุ่มนี้อาจมีบทบาทที่สร้างความเสียหายได้ Joslin นักวิจัยอาวุโส Rohit N. Kulkarni, MD, PhD, หัวหน้าส่วนร่วมของแผนก Islet and Regenerative Biology ของ Joslin และศาสตราจารย์ด้านการแพทย์ที่ Harvard Medical School

MODY เวอร์ชันส่วนใหญ่เกิดจากการกลายพันธุ์เพียงครั้งเดียวในยีนที่แสดงโปรตีนในเซลล์เบต้า แต่ในรูปแบบหนึ่งของ MODY ที่เรียกว่า MODY8 ยีนที่กลายพันธุ์ในเซลล์ต่อมไร้ท่อที่อยู่ใกล้เคียงเป็นที่รู้กันว่าเป็นจุดเริ่มต้นของกระบวนการที่สร้างความเสียหายนี้ Kulkarni ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องในกระดาษ Nature Metabolism ที่นำเสนองานนี้กล่าว นักวิทยาศาสตร์ในห้องทดลองของเขาค้นพบว่าใน MODY8 เอนไซม์ย่อยอาหารที่สร้างขึ้นโดยยีนที่กลายพันธุ์นี้รวมตัวในเซลล์เบต้าและทำให้สุขภาพและการทำงานของอินซูลินลดลง

Sevim Kahraman, PhD, นักวิจัยด้านดุษฏีบัณฑิตในห้องปฏิบัติการ Kulkarni และผู้เขียนนำรายงานกล่าวว่า "ในขณะที่ตับอ่อนต่อมไร้ท่อและต่อมไร้ท่อสร้างสองส่วนที่แตกต่างกันโดยมีหน้าที่ต่างกัน แต่ความสัมพันธ์ทางกายวิภาคที่ใกล้ชิดของพวกมันกำหนดชะตากรรมของพวกเขา “สภาพทางพยาธิวิทยาที่พัฒนาในส่วนหนึ่งทำให้อีกส่วนหนึ่งบั่นทอน”

"แม้ว่า MODY8 จะเป็นโรคที่หายากมาก แต่ก็อาจทำให้กระจ่างเกี่ยวกับกลไกทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของโรคเบาหวาน" Anders Molven, PhD, ผู้เขียนร่วมและศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยเบอร์เกนในนอร์เวย์กล่าว "ผลการวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่ากระบวนการของโรคที่เริ่มต้นในตับอ่อนต่อมไร้ท่อในที่สุดอาจส่งผลต่อเซลล์เบต้าที่ผลิตอินซูลินได้อย่างไร เราคิดว่าการครอสทอล์คของต่อมไร้ท่อและต่อมไร้ท่อเชิงลบดังกล่าวอาจมีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษสำหรับการทำความเข้าใจบางกรณีของโรคเบาหวานประเภท 1”

Kulkarni อธิบายว่ายีน CEL (carboxyl ester lipase) ที่กลายพันธุ์ใน MODY8 ก็ถือเป็นยีนที่มีความเสี่ยงต่อโรคเบาหวานประเภท 1 ด้วย นั่นทำให้เกิดคำถามว่าบางกรณีของโรคเบาหวานประเภท 1 ยังมีโปรตีนกลายพันธุ์รวมเหล่านี้ในเซลล์เบต้าหรือไม่

การศึกษาเริ่มต้นโดยการปรับเปลี่ยนสายเซลล์ exocrine (acinar) ของมนุษย์เพื่อแสดงโปรตีน CEL ที่กลายพันธุ์ เมื่อเซลล์เบตาถูกอาบน้ำในสารละลายจากเซลล์ที่กลายพันธุ์หรือ exocrine ปกติ เซลล์เบตาจะรับทั้งโปรตีนที่กลายพันธุ์และโปรตีนปกติ ส่งผลให้จำนวนโปรตีนกลายพันธุ์สูงขึ้น โปรตีนปกติถูกย่อยสลายโดยกระบวนการปกติในเซลล์เบตาและหายไปเป็นเวลาหลายชั่วโมง แต่โปรตีนกลายพันธุ์ไม่ได้เกิดขึ้น แทนที่จะสร้างมวลรวมของโปรตีน

มวลรวมเหล่านี้ส่งผลต่อการทำงานและสุขภาพของเซลล์เบต้าอย่างไร? ในการทดลองหลายครั้ง Kahraman และเพื่อนร่วมงานของเธอได้พิสูจน์ว่าเซลล์ต่างๆ ไม่ได้หลั่งอินซูลินเช่นกันตามความต้องการ ขยายตัวช้ากว่าและเสี่ยงต่อการเสียชีวิตมากกว่า

เธอยืนยันการค้นพบนี้จากสายเซลล์ด้วยการทดลองในเซลล์จากผู้บริจาคที่เป็นมนุษย์ ต่อไป เธอปลูกถ่ายเซลล์ exocrine ของมนุษย์ (แสดงอีกครั้งว่ากลายพันธุ์หรือเอนไซม์ย่อยอาหารปกติ) พร้อมกับเซลล์เบต้าของมนุษย์ในรูปแบบเมาส์ที่ออกแบบมาเพื่อยอมรับเซลล์ของมนุษย์ "แม้ในสถานการณ์นั้น เธอสามารถแสดงให้เห็นว่าโปรตีนที่กลายพันธุ์ถูกเซลล์เบตาดูดกินมากขึ้นอีกครั้งเมื่อเปรียบเทียบกับโปรตีนปกติ และมันก่อตัวเป็นมวลรวมที่ไม่ละลายน้ำ" กุลการ์นีกล่าว

นอกจากนี้ การตรวจสอบตับอ่อนจากผู้ที่มี MODY8 ที่เสียชีวิตจากสาเหตุอื่น ผู้วิจัยพบว่าเซลล์เบต้ามีโปรตีนกลายพันธุ์ “ในผู้บริจาคที่มีสุขภาพดี เราไม่พบแม้แต่โปรตีนปกติในเซลล์เบตา” เขากล่าว

Helge Raeder, MD, ผู้เขียนร่วมและศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยเบอร์เกนกล่าวว่า "เรื่องราว MODY8 นี้เริ่มต้นจากการสังเกตทางคลินิกของผู้ป่วยโรคเบาหวานที่มีปัญหาทางเดินอาหาร ซึ่งนำไปสู่การค้นพบปัจจัยทางพันธุกรรมร่วมกัน “ในการศึกษาปัจจุบัน เราปิดวงกลมด้วยการเชื่อมโยงการค้นพบทางคลินิกเหล่านี้ในทางกลไก ตรงกันข้ามกับที่เราคาดไว้ เอ็นไซม์ย่อยอาหารซึ่งปกติแล้วถูกกำหนดไว้สำหรับลำไส้ กลับถูกชักนำให้เข้าสู่เกาะตับอ่อนในสภาวะที่เป็นโรค ซึ่งทำให้การหลั่งอินซูลินลดลงในที่สุด”

วันนี้ผู้ที่มี MODY8 ได้รับการรักษาด้วยอินซูลินหรือยารักษาโรคเบาหวานในช่องปาก Kulkarni และเพื่อนร่วมงานของเขาจะมองหาวิธีในการออกแบบการบำบัดที่ปรับให้เหมาะกับแต่ละบุคคลมากขึ้น “ตัวอย่างเช่น เราสามารถละลายมวลรวมโปรตีนเหล่านี้ หรือจำกัดการรวมตัวของพวกมันในเซลล์เบตาได้หรือไม่” เขาพูดว่า. "เราสามารถคาดเดาได้จากสิ่งที่ได้เรียนรู้จากโรคอื่นๆ เช่น โรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน ซึ่งมีกลไกการรวมตัวที่คล้ายคลึงกันในเซลล์"

พิมพ์ง่าย PDF & Email

ข่าวที่เกี่ยวข้อง