20سپتامبر 2023- دیابت نوع 2 که با هایپرگلایسمی مداوم (قند خون بالا) مشخص می شود منجر به هیپوکسی (وضعیت کمبود اکسیژن) در سلول های β پانکراس می گردد.

اکنون محققان ژاپنی دریافته‌اند که سطح پروتئینی به نام BHLHE40، که یک سرکوب‌کننده ی رونویسی است، در این شرایط هیپوکسیک بسیار افزایش می‌یابد که باعث کاهش ترشح انسولین می‌گردد. آنها همچنین مشاهده کردند که حذف ژن BHLHE40 در موش های دیابتی باعث بازگشت ترشح انسولین به وضعیت طبیعی می شود. بنابراین، هدف قرار دادن BHLHE40 می تواند راه های جدیدی را برای درمان های دیابت نوع 2 باز کند. یافته های این مطالعه در 21 ژوئن 2023 در مجلهEMBO Reports  منتشر شد.

دیابت نوع 2، یک اختلال متابولیک مزمن است که بیش از 500 میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار داده است. این بیماری با مقاومت به انسولین مشخص می شود، وضعیتی که در آن سلول های بدن به انسولین پاسخ نمی دهند و در نتیجه هایپرگلایسمی ایجاد می شود. مطالعات نشان داده اند که هایپرگلایسمی مداوم بر سلول های بتای پانکراس که مسئول ترشح انسولین و حفظ سطح طبیعی گلوکز در خون هستند، تأثیر می گذارد، که منجر به اختلال در ترشح انسولین می شود.

تحقیقات قبلی نشان داده است که شرایط هیپوکسیک در سلول های β پانکراس به دلیل هایپرگلایسمی پایدار (به عنوان بخشی از گلیکوتوکسیسیته سلول های بتا پانکراس) ایجاد می شود. اعتقاد بر این است که این شرایط به دلیل وابستگی زیاد سلول های β به اکسیژن برای تولید انرژی بمنظور ترشح انسولین ایجاد می شود. این حالت کمبود اکسیژن می تواند اثرات مضری بر عملکرد سلول های β داشته باشد و به توسعه و پیشرفت دیابت نوع 2کمک کند. با این حال، مکانیسم دقیق پشت چنین اختلالی در عملکرد سلول بتا ناشی از هیپوکسی هنوز به طور کامل شناخته نشده است.

برای درک این مکانیسم، تیمی از محققان به رهبری پروفسور کازویا یاماگاتا و دکتر تومونوری تسویاما استادیار دانشکده تحصیلات تکمیلی علوم زندگی در دانشگاه کوماموتو، ژاپن، عمیقاً به بررسی تفاوت های ظریف هیپوکسی ناشی از هایپرگلایسمی در دیابت نوع 2، پرداختند.

پروفسور یاماگاتا می‌گوید: مشخص است که هایپرگلایسمی مزمن ناشی از مقاومت به انسولین در دیابت نوع 2، عملکرد سلول‌هایبتای پانکراس را مختل می‌کند و در نتیجه شرایط را تشدید می‌کند، اما اطلاعات کمی در مورد مکانیسم‌های زمینه‌ای آن وجود دارد.

محققان ابتدا آزمایشی را برای درک تأثیر هیپوکسی بر بیان کل ژن های سلول‌های β انسان و موش انجام دادند تا ژن‌هایی را بیابند که بیان آنها در پاسخ به شرایط هیپوکسی ایجاد شده، تغییر می کند. آنها کشف کردند که بیان ژنی به نام BHLHE40 در شرایط هیپوکسیک افزایش می یابد. این ژن پروتئینBHLHE40  را کد می کند که به عنوان یک "سرکوب کننده رونویسی" عمل می کند، مولکولی که بیان ژن های دیگر را کاهش می دهد.

سپس محققان نقش BHLHE40 را در سلول هایβ پانکراس بررسی کرده و دریافتند که وقتی BHLHE40 بیش از حد بیان می‌شود، ترشح انسولین را با کاهش بیان ژن‌های دخیل در عملکرد سلول‌های β، مختل می‌کند، یکی از برجسته‌ترین آنها فیبروسارکوم عضلانی انکوژن خانواده آ  (MAFA)است.

علاوه بر این، به منظور تایید یافته های خود در داخل بدن، محققان ژن BHLHE40 را از یک مدل موش دیابتی حذف کردند. آنها خاطرنشان کردند که حذفBHLHE40 ، نه تنها سطح بیان MAFA را به حالت طبیعی برگرداند، بلکه ترشح انسولین را افزایش داد و توانایی موش ها را برای متابولیسم گلوکز بهبود بخشید.

محققان با توضیح مکانیسمی که از طریق آن BHLHE40 بر پیشرفت دیابت نوع 2 تأثیر می گذارد، به این نتیجه رسیدند که گلیکوتوکسیسیته ناشی از هایپرگلایسمی در سلول های β پانکراس منجر به شرایط کمبود اکسیژن می شود که منجر به افزایش بیان BHLHE40 و به دنبال آن مهار MAFA و متعاقب آن اختلال در ترشح انسولین می شود.

بازیابی ترشح انسولین در موش‌های دارای کمبود BHLHE40 تأیید کرد که هدف‌گیری این ژن می‌تواند اختلال عملکرد سلول‌هایβ را معکوس کند و ممکن است یک کاندید امیدوارکننده برای درمان‌های جدیدتر علیه دیابت نوع 2 باشد.

دکتر تسویاما در قسمت بحث این مقاله تأکید کرد که این یافته ها بینش های ارزشمندی را در مورد مکانیسم های مولکولی زیربنایی اختلال عملکرد سلول های بتا ناشی از هیپوکسی ارائه می دهند. با هدف قرار دادن ژن BHLHE40، ممکن است بتوانیم درمان های جدیدی را برای هدف حفظ عملکرد سلول های β ایجاد کنیم و در نهایت باعث کاهش سرعت پیشرفت دیابت نوع 2، شویم.

این تحقیق به درک بهتر توسعه و پیشرفت دیابت نوع 2 همراه با ارائه اهداف امیدوارکننده برای مداخلات درمانی آینده کمک نمود.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2023-09-association-oxygen-conditions-hyperglycemia-impaired.html