فراتر از ترشح انسولین، دانشمندان کشف کردند که سلولهای بتا در تنظیم هومئوستازی گلوکز توسط چندین ارگان نقش دارند

8 فوریه 2021 - در مطالعه ی جدید منتشر شده در ژورنال Extracellular Vesicles، گروه دکتر Chen-Yu Zhang و گروه دکتر Antonio Vidal-Puig در دانشگاه کمبریج، اعلام کردند که سلول های بتای پانکراس اعضای خانواده یmiR-29 (miR-29a ، miR-29b  وmiR-29c) را در پاسخ به مقادیر بالای اسیدهای چرب آزاد ((FFA ترشح می کنند.اینmiR-29 های مشتق از سلول بتا به کبد تحویل داده می شوند، و باعث تقویت مقاومت به انسولین و افزایش گلوکز کبدی می شوند.

بیش از 100 سال پس از کشف انسولین، اعتقاد بر این بود که سلولهای بتا پانکراس فقط یک هورمون انسولین را ترشح می کنند. انسولین مشتق از سلولهای بتای پانکراس با اتصال به گیرنده های انسولین واقع در کبد، عضله اسکلتی، بافت های چربی و سایر اندام های محیطی، هومئوستازی گلوکز را تنظیم می کند. کشف انسولین و گیرنده آن، برای درک مکانیسم های کنترل هومئوستازی گلوکز و پاتوژنز دیابت نوع 2 تعریف شده توسط ترشح معیوب انسولین، انتقال سیگنال و مقاومت به انسولین ضروری بود. با این حال، هومئوستازی گلوکز، همچنین به هماهنگی یکپارچه ی ارگانهای مختلف بستگی دارد، که برای کنترل موثر متابولیسم گلوکز با یکدیگر صحبت می کنند. درک ارتباط متقابل بین اندام ها هنوز ناقص است، و همین موضوع رویکرد منطقی در درمان دیابت نوع 2 را بسیار محدود کرده است.

در کارهای قبلی گروه چن-یو ژانگ، miRNA خارج سلولی به عنوان شکل جدیدی از ارتباط سلول به سلول شناسایی شد. این گروه اولین گروهی بودند که ترشح miRNA های مختلف در پاسخ به حالات فیزیولوژیکی یا پاتولوژیک و جذب و عملکردmiRNA های ترشحی در سلولهای گیرنده را گزارش کردند. در مطالعه ی حاضر، این گروه از سه مدل حیوانی مستقل(ob / ob ، HFD  و موش هایی که ناشتا بودند) استفاده کردند تا نشان دهند که سطح بالایی ازFFA ها به دلایل پاتولوژیک و فیزیولوژیک، باعث ترشح miR-29 از سلول های بتا در پانکراس می شود. یک موضوع مرتبط اینست که miR-29s در پلاسمای انسانهای چاق در مقایسه با انسانهای لاغر، افزایش می یابد. محققان برای پیدا کردن ارگان هدف و نقش عملکردی miR-29 ترشح شده، سه نوع موش تراریخته تولید کردند. بررسی موش هایی با بیان بیش از حدmiR-29s ، یا جهش miR-29a قابل ردیابی در سلول های بتا پانکراس، نشان داد کهmiR-29های مشتق از سلول بتا توسط کبد دریافت می شوند و با کاهش سرکوب طبیعی انسولین برای خروجی گلوکز از طریق هدف قرار دادنp85 α (یک زیر واحد تنظیم کننده ازPI3K)، مقاومت به انسولین سیستمیک را افزایش می دهند. از همه مهمتر، کمبود  miR-29هادر سلولهای بتا، حساسیت به انسولین را در موش های تغذیه شده باHFD ، به طور قابل توجهی بهبود می بخشد، که نشان می دهدmiR-29 های مشتق از سلولبتا،نقش مهمی در توسعه ی مقاومت به انسولین کبدی دارند.

دلایل زیر اهمیت این تحقیقات را نشان می دهد:

1.     این مطالعه یک عملکرد جدید و غیرمنتظره از کنترل هومئوستازی گلوکز توسط سلولهای جزایر را نشان داد. فراتر از ترشح انسولین، سلولهای بتا همچنینmiRNA های اگزوزومی فانکشنالی را ترشح می کنند که به یک حلقه هومئوستازی گلوکز یکپارچه کمک می کنند، این نتایج درک ما از عملکرد جزایر را تا حد زیادی گسترش می دهد.

2.     این مطالعه همچنین مکانیسم جدیدی را مشخص نمود که مقاومت انسولین ناشی از چاقی/FFAs  را با پاتوژنز دیابت نوع 2 پیوند می دهد. چاقی یا مقادیر بالایFFA ، نه تنها مستقیماً بر کبد، عضلات اسکلتی و بافت چربی سفید تأثیر می گذارد و باعث مقاومت به انسولین می شود، بلکهmiRNA های ترشح شده ی برون زا را نیز تنظیم می کند تا به طور غیرمستقیم نیز منجر به پاتوفیزیولوژی شود.

3.     این مطالعه برای اولین بار نشان داد که سلولهای بتا پانکراس در مراحل اولیه به توسعه ی مقاومت به انسولین کمک می کنند. از همه مهمتر، miR-29های ترشح شده قبل از شروع مقاومت به انسولین در موشهایob / ob یا DIO افزایش می یابند، که نشان می دهدmiR-29 های ترشحی ممکن است عواملی باشند که باعث ایجاد مقاومت به انسولین می شوند.

4.     این مطالعه عملکردهای جدیدی ازmiRNA های ترشح شده را نشان داد.

5.     این مطالعه یک استراتژی جایگزین برای درمان مقاومت به انسولین و دیابت نوع 2 ارائه داد. با توجه به اهمیت آشکار انسولین، درمان های فعلی عمدتا بر روی مکانیسم های عملکرد انسولین متمرکز هستند. این مطالعه نشان می دهد که ممکن است تنها هدف قرار دادن انسولین و انتقال مستقیم سیگنال آن برای درمان مقاومت به انسولین کافی نباشد و یک استراتژی جایگزین شامل هدف قرار دادنmiRNA های ترشحی از سلولهای بتا است.

دکتر چن-یو ژانگ معتقد است کهmiRNA های مشتق شده از جزایر پانکراس ممکن است دارای یک طیف عملکردی متنوع باشند. بنابراین، برای کشف نقشهای عملکردیmiRNA های مشتق از جزایر لوزالمعده و متعاقباً کشف مکانیزمهای تنظیم یکپارچه ی چند ارگان دخیل در هومئوستازی گلوکز، مطالعات بیشتری لازم است.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2021-02-secretion-insulin-function-beta-cells.html