میکروتوبولها و کنترل ترشح انسولین
5 دسامبر 2015- میکروتوبول ها بزرگراههای سلولی هستند که محموله های سلول را به غشاء سلول برای ترشح تحویل می دهند این ساختارهای سلولی دارای نقش شگفت آوری در سلولهای بتا در پانکراس هستند.
گروهی از محققان دانشگاه واندربیلت به جای تسهیل ترشح انسولین در پاسخ به حضور گلوکز، ترشح آنرا محدود کردند. نتایج این تحقیق به تازگی درمجله ی Developmental Cellمنتشرگردید.
یافته های این تحقیق نشان می دهد که میکروتوبول ها همانند رئوستای سلولی به دقت ترشح انسولین را کنترل می کنند، این موضوع نشان میدهد که اختلال در این کنترل ممکن است به اختلال درعملکرد سلولهای بتا و دیابت نوع 2 منجر شود. هدف قرار دادن تنظیم میکروتوبولها بر ترشح انسولین می تواند راههای جدیدی را به درمان دیابت بگشاید.
پرفسور Kaverina، پرفسور Zhuوهمکارانشان از سلولهای بتای پانکراس به عنوان مدلی برای مطالعه ی عملکرد میکروتوبولها استفاده کردند. آنها می خواستند بدانند چگونه میکروتوبول ها محموله هایی نظیر گرانول های انسولین را از داخل سلول به نواحی پیرامونی حمل می کنند.
در مطالعات اولیه ی آنها، محققان ازترکیباتی برای تخریب میکروتوبولها استفاده کردند سپس سلولهای جزایر پانکراس را با گلوکز تحریک کرده و میزان ترشح انسولین را اندازه گیری نمودند. با از بین رفتن بزرگراههای حمل و تحویل مواد آنها انتظار داشتند میزان ترشح انسولین کاهش یابد اما درعوض آنها شاهد ترشح مقادیر زیادی انسولین بودند.
پرفسور Kaverinaاستادیار زیست شناسی سلولی و تکوین می گوید: این موضوع بسیار تعجب آور بود ما این مشاهده را باور نداشتیم.
سپس با همکاری پرفسور Guoqiang Guو سایر آزمایشگاه های واندربلیت، محققان با استفاده از سیستم ها و فن آوریهای مختلف نشان دادند که میکروتوبولها در تنظیم منفی ترشح انسولین در سلولهای بتا نقش دارند. نکته ی مهم این بود که تیم دکتر GUمیکروتوبولها را در موشها تخریب کردند و نشان دادند که ترشح انسولین در حضور گلوکز افزایش می یابد و پاک شدن گلوکز از خون درمقایسه با موشهای دارای میکروتوبولهای سالم سرعت بیشتری می یابد.
دکتر Kaverinaمی گوید: در هر مدلی که ما آزمایش کردیم تخریب میکروبوتولها با افزایش ترشح انسولین همراه بود. سوال اصلی این است که چگونه ساختاری که تصور می شود بزرگراهی برای محل مواد به غشاء است واقعاً ترشح انسولین را سرکوب می کند؟
محققان با استفاده از تکنیک های میکروسکوپی با وضوح فوق العاده زیاد متوجه شدند که درسلولهای بتا، میکروتوبولها بفرم بزرگراه نیستند بلکه حالت مش یا شبکه ی پیچیده ی درهمی را دارند.
دکتر Kaverinaمی گوید: گرانولهای انسولین به طورتصادفی بروی توری در هم تنیده ی میکروتوبولها حرکت می کنند و میکروتوبولها تعداد گرانولها را درحاشیه ی سلول برای جلوگیری از ترشح بیش از حد کنترل می کنند.
او می افزاید: گلوکز سبب بی ثبات شدن میکروتوبولهایی می شود که درست در زیر سطح سلول قرار دارند درنتیجه میکروتوبولها دانه های انسولین را آزاد کرده و اجازه ی ترشح انسولین را می دهند.
استراتژیهایی که میکروتوبولها را بی ثبات می کنند- شاید با استفاده از داروهای هدفمند که به پانکراس تحویل داده می شود- بتواند ترشح انسولین را به عنوان راهی برای درمان دیابت، افزایش دهد.
محققان همچنین دریافتند که شبکه ی توری میکروتوبولهای سلولهای بتا در موشهای مبتلا به دیابت درمقایسه با موشهای گروه کنترل بسیار متراکم تر است.
دکتر GUمی گوید: این یافته ها نشان میدهد که در پاسخ به افزایش تقاضا برای انسولین در دیابت، میکروتوبولها متراکم تر شده و پویایی کمتری پیدا می کنند، این یک مکانیزم بازخوردی در نهایت سبب از دست رفتن فعالیت سلولهای بتا می شود.
محققان درحال بررسی تأثیر مولکولهای گلوکز بر تنظیم دینامیک میکروتوبولها هستند. آنها همچنین به بررسی سلولهای جزایر بیماران مبتلا به دیابت علاقمند شده اند.
دکتر GUمی گوید: چنین جزایری معمولاً توانایی ترشح انسولین را از دست داده اند، این امکان وجود دارد که با دستکاری دینامیک میکروتوبولها بتوان توانایی ترشح انسولین را مجدداً به این سلولها بازگرداند.
محققان می گویند: شاید تنظیم دینامیک میکروتوبولها در سلولهای بتا، در ترکیب با عوامل دیگر تحریک کننده ی ترشح انسولین، راه جدیدی را برای درمان دیابت پیش روی ما قرار خواهد داد.