3 ژوئیه 2023- محققان مرکز تنظیم ژنومیک (CRG) در بارسلونا مطالعه‌ای را در مجلهNature Communications  منتشر کرده‌اند که نشان می‌دهد چگونه سلول‌ها آزادسازی کنترل‌ شده موسین و انسولین، دو پروتئین حیاتی برای سلامت انسان را انجام می‌ دهند.

موسین ها، جزء اصلی مخاط هستند، که یک سد محافظ و روان کننده بر روی سطوح بدن ما مانند دستگاه تنفسی و گوارشی تشکیل می دهند. انسان تقریباً یک لیتر موسین در روز ترشح می کند که توسط سلول های تخصصی به روشی کنترل شده ای آزاد می شود تا از مقدار مناسب برای عملکرد صحیح بدن اطمینان حاصل شود.

عدم تعادل در ترشح موسین، چه بیش از حد و چه ناکافی، می تواند منجر به بیماری های تنفسی و دستگاه گوارش از بیماری انسدادی مزمن ریه (COPD) تا کولیت اولسراتیو شود. به طور مشابه، انسولین، هورمونی که از لوزالمعده ترشح می شود، در تنظیم سطح گلوکز خون موثر است. نقص در تولید انسولین علت اصلی دیابت است.

سلول ها پروتئین هایی مانند موسین و انسولین را در کیسه ها یا گرانول هایی در داخل خود ذخیره می کنند. زمانی که سلول نیاز به رهاسازی این مواد دارد، گرانول ها به لایه بیرونی سلول یعنی غشاء می چسبند و محتویات خود را به بیرون رها می کنند. این مطالعه نشان داد که پروتئینی به نام  tetraspanin-8  ، که روی غشای سلولی وجود دارد، در طول ترشح مانند یک دروازه‌بان عمل می‌کند و تصمیم می‌گیرد که کدام گرانول‌های حاوی موسین یا انسولین و چه زمانی به غشاء متصل شوند.

این مطالعه نشان داد که ترشح تنظیم‌ شده ی موسین و انسولین دو فازی است، به این معنی که اولین رهاسازی بطور سریع از طریق گرانول‌های از پیش چسبیده شده انجام می شود و بعد از آن انتشار آهسته‌تر گرانول‌ها از یک مخزن ذخیره دنبال می‌شود. این مطالعه همچنین نشان داد که همجوشی گرانول های بارگذاری شده با موسین به پروتئینی به نام syntaxin-2 نیاز دارد.

تتراسپانین-8، سینتاکسین-2 را جدا می کند و میزان انتشار موسین را محدود می کند. در غیاب تتراسپانین-8، محققان دو برابر شدن ترشح موسین را مشاهده کردند، زیرا سینتاکسین-2 بیشتری برای اتصال و ادغام گرانول ها در دسترس است. این کشف همچنین به آزادسازی انسولین نیز گسترش یافت، که نشان‌دهنده مکانیسم جهانی است که می‌تواند پیامدهای قابل‌توجهی برای درک اینکه چگونه سلول‌ها این پروتئین‌های حیاتی را بر اساس نیازهای فیزیولوژیکی ترشح می‌کنند، داشته باشد.

پرفسور Vivek Malhotra، نویسنده این مطالعه و محقق مرکز ICREA Research و تنظیم ژنومی گفت: اگر سلول را مانند یک شهر شلوغ در نظر بگیریم، گرانول ها کامیون هایی هستند که با محموله هایی مانند موسین و انسولین بارگیری می شوند. دروازه شهر به دنیای خارج توسط پروتئین هایی مانندsyntaxin-2  باز می شود. در این قیاس،tetraspanin-8  مانند کنترل گر ترافیک در مرز شهر، تعداد مولکول سینتاکسین 2 در دسترس را برای باز کردن دروازه‌های کامیون‌ها برای پهلوگیری و صادرات محموله‌هایشان کنترل می کند. این مدیریت کنترل ‌شده تضمین می‌کند که بر اساس نیازهای بدن، فقط تعداد مناسبی از موسین یا انسولین آزاد شود.

پرفسور مالهوترا افزود: تتراسپانین-8 ، یک هدف آسان برای ما برای تولید مواد شیمیایی برای کنترل عملکرد آن است و بنابراین وسیله‌ ای برای تنظیم مجدد ترشح غیرقابل تنظیم موسین و انسولین است که در آسیب‌شناسی‌های انسانی مرتبط ذکر شده است.

محققان اکنون در حال بررسی نقش تتراسپانین-8 در مدل ‌های پیشرفته ‌تر هستند که نشان‌ دهنده فیزیولوژی پیچیده روده بزرگ، راه‌های هوایی و لوزالمعده می باشند تا تأثیر سلول‌های دیگری را که ممکن است برای کنترل ترشح خالص موسین‌ها و انسولین با هم کار کنند، درک کنند.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20230703/Research-reveals-how-cells-carry-out-the-controlled-release-of-mucins-and-insulin.aspx