5 ژوئیه 2023- گلوتامیناز 2 (GLS2) تنظیم کننده اصلی متابولیسم گلوتامین است. GLS2، گلوتامین را به گلوتامات تبدیل می کند و در نتیجه در تولید انرژی سلولی نقش ایفا می کند. GLS2 در کبد به وفور یافت می شود و در سلول های بتای پانکراس نیز یافت می شود. با این حال، نقش GLS2 در جزایر پانکراس - که در آنها سلول های آلفا و بتا وجود دارند- در ارتباط با متابولیسم گلوکز در حال حاضر ناشناخته است.

مطالعات نشان داده اند که هموستازی گلوکز توسط یک برهمکنش پیچیده بین کبد، سلول‌های آلفا درپانکراس (که گلوکاگون می‌سازند)، سلول‌های بتا در پانکراس (که انسولین می‌سازند) و اندام‌های مرتبط مانند روده، ماهیچه‌های اسکلتی و بافت چربی، صورت می گیرد.

محققان دانشگاه چیبا در ژاپن به رهبری پرفسورSawako Suzuki ، قبلاً GLS2 را به عنوان یک ژن هدف برای p53 شناسایی کرده بودند که به عنوان یک سرکوب کننده ی تومور عمل می کند. از آنجایی که دیابت و سرطان ارتباط نزدیکی با هم دارند، آنها تصمیم گرفتند نقش GLS2 را در سلول های بتا و هموستازی گلوکز بیشتر بررسی کنند.

در مطالعه ی حاضر، آنها نقش GLS2 را در هموستازی گلوکز کشف کردند. آنها این کار را با استفاده از یک مدل موش معروف به موش‌های Gls2 CKO انجام دادند، که در آن GLS2 فقط در سلول‌های بتای پانکراس این حیوان حذف شده بود. یافته های آنها به صورت آنلاین در Scientific Reports منتشر شد.

محققان گفتند: کار قبلی ما GLS2 را به عنوان هدف p53 شناسایی کرد، که فروپتوزیس را کنترل می کند، و نشان داد که GLS2 دارای عملکرد سرکوب تومور در داخل بدن است. ما همچنین می دانستیم که متابولیتGLS2  گلوتامات، تولید انسولین تحریک شده توسط گلوکز را تنظیم می کند و فرض می کنیم که این آنزیم دارای نقشی در هموستازی گلوکز در جزایر پانکراس دارد. این مطالعه بینش های مهمی را ارائه می دهد زیرا دیابت و سرطان ممکن است مبنای مولکولی مشترکی در پاتوژنز داشته باشند.

تیم تحقیقاتی هموستازی گلوکز را در بین موش های Gls2 ناک اوت (Gls2 CKO) و کنترل(RIP-Cre)  مقایسه کرد.

هنگامی که هر دو گروه با رژیم غذایی پرچرب تغذیه شدند، محققان متوجه شدند که بیان GLS2 و p53 در سلول‌های بتای پانکراس در موش‌های کنترل افزایش یافته است. برعکس، موش‌های Gls2 CKO دچار دیابت قندی، مقاومت به انسولین و تولید پایدار گلوکز شدند. به طور متناقض، ترشح انسولین سرکوب شد و ترشح گلوکاگون با وجود سطوح بالای گلوکز خون در موش‌های Gls2 CKO افزایش یافت. دکتر سوزوکی گفت: این نشان می دهد که اختلال در فعالیت GLS2 با تشدید اختلال در تنظیم انسولین و گلوکاگون باعث شروع دیابت می شود.

یافته‌های این گروه تحقیقاتی در آزمایش‌های جداگانه تأیید شد که در آن GLS2 در سلول‌های بتای پانکراس تولید شده از یک رده سلولی موش خاموش شد. بار دیگر، ترشح انسولین کاهش یافت. علاوه بر این، داده‌های بیان ژن سلول جزایر پانکراس انسانی از اهداکنندگان دیابتی افزایش بیان GLS2 را نشان داد. در نهایت، مطابق با داده‌های موش فاقد Gls2، کاهش GLS2 در سلول‌های بتای پانکراس از اهداکنندگان دیابتی به طور متناقضی با سرکوب انسولین و افزایش بیان ژن گلوکاگون مرتبط بود.

این یافته ها نشان می دهد که در سلول های بتای پانکراس GLS2 به طور پیچیده ای در تنظیم سطح گلوکز تحت شرایط هایپرگلایسمی نقش دارد. اما آیا نتایج این تحقیق کاربردهای درمانی طولانی مدتی دارند؟

در واقع، این مطالعه تاکید می‌کند که تولید داروهای دیابتی سفارشی باید اطلاعات ژنتیکی بیمار را همراه با داده‌های مربوط به سطح قند خون، وضعیت متابولیک، سن، مدت ابتلا به دیابت و سابقه خانوادگی این بیماری ترکیب کند.

دکتر سوزوکی نتیجه ‌گیری نمود: ما باید عمیق ‌تر در متابولیسم گلوکز تنظیم ‌شده توسط GLS2 کاوش کنیم. بیمارانی که دارای تغییرات ژنی هستند که منجر به از دست دادن عملکرد GLS2 می شوند، ذاتاً می‌توانند پتانسیل ابتلا به دیابت را داشته باشند. در آینده، GLS2 حتی می‌تواند یک هدف درمانی برای بیمارانی که از این بیماری ناتوان کننده رنج می برند، باشد.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2023-07-glutaminase-glucose-metabolism-pancreatic-cells.html