ژن ساعت شبانه روزی Rev-erb با پدیده ی داون در دیابت نوع 2 ارتباط دارد

25 مارس 2021- محققان دانشکده پزشکی بیلور، دانشگاه شاندونگ چین و سایر موسسات ممکن است توضیحی در مورد پدیده ی داون[1]( افزایش غیر طبیعی قند خون فقط در صبح)، که در بسیاری از بیماران مبتلا به دیابت نوع 2 مشاهده می شود، پیدا کرده باشند. آنها در ژورنال Nature گزارش دادند که موشهایی که فاقد ژن ساعت شبانه روزی معروف به Rev-erb در مغز خود هستند، خصوصیاتی شبیه به پدیده ی داون را نشان می دهند.

محققان سپس بیان ژن Rev-erb را در بیماران مبتلا به دیابت نوع 2 در گروهی با پدیده داون و در گروهی بدون آن، بررسی کرده و دریافتند که بیان این ژن از الگوی زمانی متفاوتی بین این دو گروه پیروی می کند. یافته های محققان از این ایده حمایت می کند که ریتم تغییر یافته ی روزانه در بیان ژنRev-erb ، می تواند زمینه ساز پدیده داون باشد و تحقیقات آینده در این زمینه ممکن است منجر به درمان این پدیده شود.

دکتر Zheng Sun، استادیار پزشکی غدد درون ریز، دیابت و متابولیسم در کالج بیلور، گفت: ما این مطالعه را برای بررسی عملکرد Rev-erb در مغز آغاز کردیم. ما به این ژن علاقه مند بودیم زیرا این ماده یک ماده" دارویی " از ساعت شبانه روزی است که دارای کاربردهای بالقوه ای در کلینیک است.  Rev-erb  فقط در روز بیان می شود اما در شب بیان نمی شود. هنگامی که ما شروع به کار کردیم، نمی دانستیم این تحقیق قرار است ما را به کجا هدایت کند.

 محققان برای اولین بار با حذف ژن Rev-erb از سلول های عصبیGABA ، یک مدل موش جدید را ایجاد کردند. آنها این روش را انتخاب کردند زیرا بیان ژن در ناحیه خاصی از مغز به نام هسته سوپراکیاسماتیک که عمدتا از نورونهای GABA تشکیل شده است، بسیار شدید است.

یک یافته ی غیر منتظره

دکتر Sun، گفت: ما در این موش ها چیز بسیار جالبی مشاهده کردیم. آنها فقط در شب قادر به تحمل گلوکز نبودند، یعنی سطح گلوکز بالایی در شب داشتند. موش ها حیوانات شب زی هستند، به این معنی که آنها شب ها بجای صبح ها فعال هستند.

وقتی بدن بیدار می شود و غذا دریافت می کند، انسولین از لوزالمعده ترشح می شود تا به بدن دستوری برای کاهش قند خون بدهد. انسولین در انجام این کار هنگام بیدار شدن بیش از سایر اوقات روز موثر است. این حساسیت بالای انسولین احتمالاً به این دلیل است که بدن هنگام بیدار شدن از خواب رفتارهای تغذیه ای را پیش بینی می کند. در موش ها، حساسیت بالا به انسولین در عصر اتفاق می افتد، در حالی که در انسان در صبح رخ می دهد.

دکتر Sun و همکارانش دریافتند که سطح غیر طبیعی بالاتر گلوکز در شب در موشهای فاقد ژن  Rev-erb ، ناشی از سرکوب ناکافی تولید گلوکز کبد توسط انسولین است. داده های آنها نقش اساسی Rev-erb عصبی را در تنظیم ریتم حساسیت انسولین کبدی - که مستقل از رفتارهای غذایی یا تولید گلوکز کبدی پایه است- نشان می دهد.

در مرحله ی بعدی، محققان بررسی کردند که چگونه نقص در بیان ژن Rev-erb در مغز می تواند منجر به تغییر در توانایی کبد در پاسخ به انسولین شود. آنها کشف کردند که سلولهای عصبی هسته سوپراکیاسماتیک GABA در موشهای فاقد ژنRev-erb ، فعالیت بالاتری نسبت به نورونهای موشهای طبیعی هنگام بیدار شدن حیوان از خواب دارند و این بیش فعالی سلولهای عصبی برای ایجاد عدم تحمل گلوکز در شبانگاه کافی و لازم است.

در موشهای طبیعی، فعالیت نورونهای GABA در عصر کاهش می یابد و باعث کاهش سطح قند خون می شود. جالب توجه این است که محققان با بیان مجدد Rev-erb در موشهای دستکاری شده، دریافتند که بیان Rev-erb فقط در طول روز لازم است، اما در شب نیازی به آن نیست، که مطابق با الگوی بسیار نوسانیبیان درون زای Rev-erb در حالت عادی است.

ارتباط با پدیده ی سپیده دم در دیابت

موش هایی که در شب سطح گلوکز بالاتری داشتند، به دکتر Sun و همکارانش، پدیده ی داون را در افراد مبتلا به دیابت نوع 2، یادآوری کرد. دکتر Sun، عضو مرکز جامع سرطان Dan L Duncan و مرکز پیری هافینگتون در کالج بیلور، گفت: با توجه به شباهت های این پدیده در موش ها و انسان، ما فکر کردیم که شاید این ژن که ما در حال بررسی آن هستیم با زیست شناسی پدیده ی سپیده دم در بیماران دیابتی مرتبط باشد.

محققان با همکاری پزشکان در بیمارستان Qilu از دانشگاه شاندونگ در چین، 27 بیمار مبتلا به دیابت نوع 2 را با کمک دستگاه نظارت مستمر بر قند خون، دنبال کردند. آنها دریافتند که اگرچه بیماران به دیابت با شدت مشابهی از نظر سطح گلوکز پایه، چاقی و سایر پارامترها مبتلا بودند، اما در حدود نیمی از بیماران پدیده ی داون اتفاق می افتاد در حالی که نیمی دیگر این پدیده را تجربه نمی کردند.

دکتر Sun، گفت: ما خون بیماران را در ساعات مختلف روز جمع آوری کردیم و بیان ژن Rev-erb را در گلبول های سفید خون -که گزارش شده است با ساعت مرکزی مغز ارتباط خوبی دارد-، تعیین کرده و دریافتیم که بیان این ژن از یک الگوی زمانی پیروی می کند که بین کسانی که پدیده سپیده دم را تجربه می کنند و آنهایی که فاقد آن هستند، متفاوت است. ما پیشنهاد می کنیم که الگوی تغییر یافته ی زمانی بیان این ژن ممکن است پدیده ی داون را در این افراد توضیح دهد و ممکن است در آینده با کمک دارویی برای تنظیم این ژن بتوانیم این پدیده را درمان کنیم.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2021-03-circadian-clock-gene-rev-erb-linked.html