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What?2型糖尿病竟会像疯牛病一样传染?

 解螺旋 2020-08-27

作者:子非鱼

转载请注明:解螺旋·临床医生科研成长平台


提起病毒中的异类,朊病毒算是比较臭名昭著的一个,它是一类错误折叠的蛋白质,在绑架、扭曲、洗脑正常蛋白后,可使神经细胞纷纷阵亡,进而引发起诸如疯牛病等致死性疾病。虽然它在人类很少出没,但是阿尔茨海默症、帕金森病和亨廷顿病却深得得其真传,以错误折叠的蛋白斑块,给人们以重创。

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乍一看,让血糖水平失控的2型糖尿病跟朊病毒或神经退行性疾病似乎八竿子都打不着,但近期研究者愣是揪出了混迹在2型糖尿病相关蛋白中的“恶棍”——IAPP(胰岛淀粉样多肽),它和罪恶的朊病毒一样,少量的错误折叠的IAPP就会像星星之火一般,刺激新的错误折叠的蛋白成为沉积块,终成燎原之势来破坏胰岛中的β细胞。

尽管早有研究发现,90%的II型糖尿病患者胰岛中含有大量错误折叠的IAPP沉积,但该研究却是首次发现IAPP是如何在人体里兴风作浪来触发II型糖尿病的。

研究者首先构建了过表达人IAPP(hIAPP)的转基因小鼠(Tg-hIAPP)。该小鼠早期只在胞内积累少量的IAPP,而随着积累的增多,IAPP会逐渐扩散到了细胞外。12月龄的小鼠,甚至出现了胰岛病理变化和一系列的糖尿病症状:大量淀粉样物质的积聚、严重的高血糖(空腹血糖超过360 mg/dl)和胰岛素分泌的减少。(回复170808可下载文献,一周有效)

Thioflavin染色的荧光部分为IPPA积聚 

随后,研究人员从这些小鼠中提取了IAPP聚合物(浓度为1%或0.1%),并植入到培养皿中的健康人和3周龄的Tg-hIAPP小鼠(此时IAPP尚未聚集)的胰岛细胞中。在两者共同培养7天后,发现这些体外培养胰岛细胞均逐渐出现了IAPP聚集。

而且如果该聚合物已经过特异性IAPP抗体处理后,则会产生与没加入提取物以及加入普通小鼠胰岛提取物的对照组相同的结果,即没有IAPP积聚。显然,这些结果说明IAPP与朊蛋白一样,一点点错误折叠的IAPP就像种子一样刺激新的异常蛋白聚集生长。

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那么IAPP聚集体是否会对活体动物产生影响呢?接着研究者们给予了3周龄的Tg-hIAPP小鼠腹腔注射了合成的IAPP或者来自糖尿病小鼠的胰岛匀浆,并观察是否引发2型糖尿病的症状。

结果毫无例外,与注射普通小鼠胰岛提取物相比,糖尿病小鼠的胰岛提取物极大地加速了小鼠体内IAPP的积聚,到了小鼠第20周龄时,胰岛内的IAPP已经是广泛存在,呈现出典型的II性糖尿病发病的堆积状态。

且20周龄的小鼠已经表现出明显的II型糖尿病症状,相比于对照组,其血糖浓度明显超标(血糖水平>250mg/dl),而在糖耐量实验中,飙升了近2.5倍的血糖在随后的2小时内仍未恢复到原来的水平,说明小鼠体内胰岛素分泌确是受到了影响。

另外,研究者还在胰腺内可检测到大量死亡的β细胞,其数量减少了至少60%,而α和δ细胞大量增加。显然这些实验小鼠的糖代谢功能会发生异常。

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为了排除其它因素的影响,研究者们还特意利用合成技术在体外合成了高纯度的IAPP聚集体,将其与从阿尔茨海默氏病患者大脑中取得的Tau蛋白以及细菌来源的淀粉样蛋白microcin共同进行体外和体内实验。

同样,这些接受IAPP聚集体的小鼠也出现了糖尿病的症状,且相比于IAPP,Tau蛋白以及microcin都不会让小鼠发展为糖尿病。另外,除了胰脏,小鼠的心、肝、肾和骨骼肌都不会有IAPP积聚,也说明IAPP对胰岛的伤害是具有“特异性”的。

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以上种种结果,均证明了错误折叠的IAPP能够通过与朊病毒相似的方式,在细胞与细胞、胰岛与胰岛之间传播,导致疾病的发生和发展。

虽然研究者还没弄清楚IAPP聚集体损害胰岛β细胞的具体原因,但该研究却为2型糖尿病研究提供了一个新的致病途径,并为其研究打开了一个全新的领域。

那么问题来了:这是不是意味着II型糖尿病就是一种传染病了呢?本文作者Soto教授警示大家,请不要过度解读这项研究的结论。就目前的证据来看,还不足以证明人类的II型糖尿病可以像流感一样在人之间传播,因此不必要产生恐慌。

尽管目前有大量的临床案例说明,实体器官移植后会发生血糖异常的慢性并发症,但Soto仍表示目前并不能因此直接得出结论,仍需要大量的实验研究进行佐证。接下来,Soto将从输血及器官移植入手,检验糖尿病是否可以通过这些途径进行传播。

另外,他还表示,或许IAPP并不能在个体之间传播糖尿病,而是在胰岛细胞之间传播,从而对糖尿病的发病起到推波助澜的作用。

无论如何,这项研究还是具有突破性意义,能够对糖尿病研究和人类健康起到十分积极的作用。随着对II型糖尿病理解的深入,未来或许真能够找到彻底治愈糖尿病的方法!

参考文献:

1.Induction of IAPP amyloid deposition and associated diabetic abnormalities by a prion-like mechanism(https:///10.1084/jem.20161134)

2.http://www./news/2017/08/could-diabetes-spread-mad-cow-disease

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