Cell Metabolism:单基因突变导致Ⅰ型糖尿病

2013-03-07 14:48 · wenmingw

发表在Cell Metabolism杂志上的一项新的研究表明,SIRT1基因发生突变导致β细胞的被破坏和死亡,从而使免疫系统往Ⅰ型糖尿病发展。这一发现也进一步证实了β细胞功能异常在Ⅰ型糖尿病的发生中发挥了作用,阻止β细胞功能发生异常或者逆转异常可能有助于延迟Ⅰ型糖尿病的发生。

Ⅰ型糖尿病又叫青年发病型糖尿病,Ⅰ型糖尿病患者体内胰腺产生胰岛素的细胞已经彻底损坏,从而完全失去了产生胰岛素的功能。在体内胰岛素绝对缺乏的情况下,就会引起血糖水平持续升高,出现糖尿病。 患者通常在35岁之前就发病,需要终生进行胰岛素治疗。Ⅰ型糖尿病占糖尿病总数的10%左右。

根据瑞士巴塞尔大学医院研究者的一项最新研究,一个单一的基因—SIRT1—可能与Ⅰ型糖尿病以及其他自体免疫疾病的发生有关。研究者表示,这一发现代表了首次证实单基因缺陷可导致Ⅰ型糖尿病的发生。

研究者之一Marc Donath博士曾在他的一位患者中发现了一种家族式自体免疫疾病模式。这位患者年龄26岁,男性,被诊断患有I性糖尿病。医生发现这位男性患者具有非同寻常的Ⅰ型糖尿病家族史。他的姐姐、父亲以及堂兄弟都被诊断有Ⅰ型糖尿病。此外,他的家族中其他成员发生过溃疡性结肠炎,这也是一种自体免疫疾病。

Donath博士说:“这种遗传模式说明存在一个显性的遗传突变,我们因此决定去找到这个突变是什么。”

这个研究团队利用三种不同的基因分型与测序技术,花费4年时间进行数据分析。他们的研究发现,SIRT1基因是家族内一个共同的自体免疫疾病标志。SIRT1基因在代谢调节以及对抗衰老相关疾病方面发挥作用。分析表明,在SIRT1基因的1号外显子中发生了一个碱基的突变(T变为C),对应于在107残基上的一个氨基酸突变(亮氨酸变为脯氨酸)。SIRT1-L107P在产胰岛素细胞中的表达导致产生过量的一氧化氮、细胞因子和趋化因子。

Donath博士和他的研究团队在Ⅰ型糖尿病动物模型中进行了深入研究。Ⅰ型糖尿病的发生是由于自体免疫介导的β细胞结构破坏导致胰岛素缺乏。当突变的SIRT1基因在这些动物的β细胞中表达时,这些β细胞会产生更多的对β细胞本身具有破坏作用的介体(mediator)。研究人员还进行了基因敲除研究。他们敲除了小鼠的SIRT1基因,结果发现小鼠具有更高的糖尿病易感性,胰岛细胞的破坏程度更高。Donath博士推测,真是由于SIRT1的突变导致β细胞的被破坏和死亡,从而使免疫系统往Ⅰ型糖尿病发展。

对于这一发现的意义,Donath博士表示发现Ⅰ型糖尿病的致病基因能够让科学家了解这种疾病的发病机制,也可能带来新的治疗方案。

国际青少年糖尿病研究基金会 (JDRF,Juvenile Diabetes Research Foundation)β细胞再生项目负责人Patricia Kilian博士表示,由于Ⅰ型糖尿病家族中的这种基因突变很罕见,因此关于SIRT1基因对β细胞的影响作用的发现有助于科学家寻找提高β细胞在Ⅰ型糖尿病中存活并发挥功能的方法。这一研究发现也进一步证实了β细胞功能异常在Ⅰ型糖尿病的发生中发挥了作用,阻止β细胞功能发生异常或者逆转异常可能有助于延迟Ⅰ型糖尿病的发生。医药公司已经在着手开发SIRT1的激活剂,这将最终加速我们将这些新的研究成果转化为对患者有意义的疗法。