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Science:控制胰島素分泌的時鐘

日期:2015-11-09 09:27:53

 Science雜志上發表的一項最新研究,揭示了生物鐘指揮胰島素分泌和控制血糖水平的遺傳學通路。這些發現有助于為糖尿病患者提供更好的治療方法。

 

生物鐘根據地球的24小時晝夜周期,控制進食、睡眠等生物行為和各種生理活性(比如代謝)。生物鐘由大腦內的主鐘和各器官的外周時鐘組成。如果這些時鐘的同步性受到干擾,機體就會出現心血管疾病、肥胖癥、二型糖尿病等代謝疾病。

 

美國西北大學的研究人員之前曾在Nature雜志上發表文章指出,小鼠胰腺內的生物鐘是調控胰島素分泌和平衡血糖水平必不可少的,敲除生物鐘基因會引起肥胖癥和二型糖尿病。“我們只知道去除生物鐘基因胰腺就不工作,但不清楚這些基因是如何影響胰腺正常功能的,”西北大學的Dr. Joe Bass說。

 

我們進食之后血糖水平就會升高,這時胰腺β細胞的胰島素釋放就成了維持血糖水平的關鍵。需要能量的組織會在胰島素的幫助下吸收血液中的葡萄糖。由于β細胞擁有自己的生物鐘,它們能夠預計機體在一天中的胰島素需求變化。

 

Bass等人在本期Science雜志上發表了自己的最新成果。β細胞的生物鐘基因能生成節律性的轉錄因子。研究人員對β細胞進行了全基因組測序,并且揭示了這些轉錄因子的作用機制。

 

“生物鐘決定我們每天何時睡覺、醒來和進食,我們在β細胞中建立了基因圖譜,展示了β細胞如何根據生物鐘應對外界環境的每日變化,”Bass說。

 

這項研究表明,生物鐘轉錄因子主要通過結合增強子起作用,調控大量基因的節律性表達。許多這樣的基因與胰島素分泌有關,涉及了胰島素分泌囊泡的組裝和轉運。

 

“這項研究說明,細胞中運行的生物鐘是機體健康的基礎,”Bass說。“人們可以基于這些未被開發的重要靶標,想辦法增強胰腺細胞的功能。”研究人員將會繼續研究機體內的生物鐘互作,以及糖尿病、衰老、時差反應等過程中的生物鐘失調。

 


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