颠覆认知！糖尿病可能像疯牛病一样传播？！

这些相互缠结的朊病毒蛋白能诱发致命的脑疾病，最新研究发现，二型糖尿病患者体内也存在类似的蛋白质缠结。图片来源：Scott Camazine/Science Source

撰文  Mitch Leslie

翻译 杨晚钰

审校 吴兰

朊病毒是一种具有侵染性的蛋白质，它能像传染性物质一样传播，引发像疯牛病这样的致命疾病。一项最新研究显示，一种与糖尿病有关的蛋白和朊病毒存在相似之处。研究人员将该种蛋白注射到老鼠体内，成功将糖尿病从一只老鼠“传染”到另一只老鼠身上。结果虽然不能说明糖尿病会像感冒一样传染，但表明它可能通过输血，甚至食物来传播。

糖尿病中的这种蛋白质具有朊病毒的行为，这一结果“令人激动”且“有据可查”，美国俄亥俄州克利夫兰市凯斯西储大学（Case Western Reserve University）的朊病毒生物学家维托尔德·苏雷维奇（Witold Surewicz）这样说。虽然他不是该研究团队的一员，但他提醒，不能由此认定糖尿病会在人与人之间传播。他认为研究提出了这种可能性，但结果有待论证。

朊病毒是一种错误折叠的蛋白质，而且还能使正常折叠的蛋白质自己发生错误折叠。当这一转变发生在大脑中时，扭曲的蛋白质会聚集在细胞内并杀死细胞。尽管朊病毒病在人类中不常见，但却与许多常见疾病具有相似特征。比方说，在阿尔茨海默病中，一种称为 β-淀粉样蛋白的畸形蛋白质球体会在大脑中聚集；而另外两种脑部疾病——帕金森病和亨廷顿病，病人体内也出现了类似的蛋白聚集体，或是错误折叠的蛋白质的堆积块。

初看来，二型糖尿病似乎与朊病毒或神经退行性疾病毫无关联，病人的症状是失去对血糖的控制能力。然而，患有二型糖尿病的人的胰腺细胞中，聚集了一种称为胰岛淀粉样多肽（IAPP）的蛋白质，它与阿尔茨海默病中的 β-淀粉样蛋白极为相似。这种蛋白质的沉积物最终可能会杀死大量分泌胰岛素的胰岛 β 细胞。

在一项新的研究中，来自休斯敦德克萨斯大学健康科学中心麦戈文医学院（Claudio Soto of McGovern Medical School at the University of Texas Health Science Center in Houston）的神经生物学家及生物化学家克劳迪奥·索托（Claudio Soto）和同事一起对 IAPP 是否可以单独在小鼠体内引起糖尿病进行了探究。一开始，研究人员培养了来自健康人体的胰腺细胞，以及经过基因改造、能够合成大量人类 IAPP 的年轻小鼠的胰腺细胞。当科学家将经过已经患有糖尿病的老年小鼠的胰腺提取物加入上述培养细胞中后，IAPP 开始成块地出现在培养细胞中。而当细胞暴露于实验室合成的 IAPP 缠结体时，这些团块也会出现，这一结果在线发表于《实验医学杂志》（The Journal of Experimental Medicine）。

索托的团队接下来测试了在活体小鼠中诱导 IAPP 团块生成的可能性。这些基因改造后、可以合成人类 IAPP 的年轻啮齿类动物基本处于健康状态，但当科学家向它们注射人类 IAPP，或是来自糖尿病小鼠胰腺中的提取物后， IAPP 团块开始在它们的胰腺中形成。与朊病毒一样，这些错误折叠的 IAPP就像种子，只要少量就能诱导异常蛋白质成簇生长。

随后，科学家们探究了小鼠体内这些诱导产生的 IAPP 团块是否会触发二型糖尿病的症状。事实肯定了这一点。实验证明，受影响的实验动物，血糖浓度高于对照组。而且像糖尿病患者一样，这些实验动物的糖耐受测试（反映糖代谢能力）结果异常。更出乎意料的是，这些啮齿类动物胰腺中的 β细胞大量死亡。

“通过向生物体内引入该种蛋白聚集体，就能完全诱发疾病。”索托说道。但他紧接着补充说，结果并不意味着糖尿病能通过人们的日常互动而传播。“这和流感不同。”然而，他表示，研究人员计划测试这种疾病能否通过传统朊病毒的传播途径而传播，比方说输血和器官移植。除此以外，食物也可能携带潜在的糖尿病触发因素，比如那些胰腺中 IAPP 开始堆积的动物肉类。

在波士顿大学医学院（Boston University School of Medicine）研究朊病毒的生物化学家及细胞生物学家大卫·哈里斯（David Harris）认为，糖尿病在人群中传播的可能性被“夸大了”。他表示，研究人员通过人为手段实现了该病的传播，例如注射糖尿病小鼠的胰腺提取物，而“对人类的胰腺，我们并不会这么做。”

原文链接：

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

论文基本信息

题目 

Induction of IAPP amyloid deposition and associated diabetic abnormalities by a prion-like mechanism

作者  Abhisek Mukherjee, Diego Morales-Scheihing, Natalia Salvadores, Ines Moreno-Gonzalez, Cesar Gonzalez,  Kathleen Taylor-Presse, Nicolas Mendez, Mohammad Shahnawaz,  A. Osama Gaber,  Omaima M. Sabek,  VDaniel W. Fraga,Claudio Soto

期刊  the Journal of Experimental Medicine

日期

2017.8.1

DOI 

10.1084/jem.20161134

摘要

Although a large proportion of patients with type 2 diabetes (T2D) accumulate misfolded aggregates composed of the islet amyloid polypeptide (IAPP), its role in the disease is unknown. Here, we show that pancreatic IAPP aggregates can promote the misfolding and aggregation of endogenous IAPP in islet cultures obtained from transgenic mouse or healthy human pancreas. Islet homogenates immunodepleted with anti-IAPP–specific antibodies were not able to induce IAPP aggregation. Importantly, intraperitoneal inoculation of pancreatic homogenates containing IAPP aggregates into transgenic mice expressing human IAPP dramatically accelerates IAPP amyloid deposition, which was accompanied by clinical abnormalities typical of T2D, including hyperglycemia, impaired glucose tolerance, and a substantial reduction on β cell number and mass. Finally, induction of IAPP deposition and diabetic abnormalities were also induced in vivo by administration of IAPP aggregates prepared in vitro using pure, synthetic IAPP. Our findings suggest that some of the pathologic and clinical alterations of T2D might be transmissible through a similar mechanism by which prions propagate in prion diseases.

链接

http://jem.rupress.org/content/early/2017/07/31/jem.20161134

阅读更多

▽ 故事

▽ 论文推荐

▽ 论文导读

内容合作请联系

[e-mail]