اندازه گیری تغییرات پروتئینهای پانکراس به تحقیقات دیابت و سرطان کمک می کند

19فوریه 2021- لوزالمعده یکی از مهمترین اعضای بدن است. این ارگان برای تنظیم قند خون، انسولین تولید می کند و به هضم غذا کمک می نماید. اگر پانکراس از کار بیافتد، دیابت، سرطان یا بیماری های دیگر زندگی را تهدید می کند.

با این حال، چیزهای زیادی در مورد این که چگونه پانکراس افراد را سالم نگه می دارد و چگونه این اندام از کار می افتد، ناشناخته مانده است. ده ها هزار پروتئین، نحوه رشد و تکامل لوزالمعده، تولید آنزیم های گوارشی و ترشح انسولین آن توسط لوزالمعده را کنترل می کنند. دانشمندان نیاز دارند که از تغییرات این پروتئینها با گذشت زمان مطلع شوند تا روشهای موثرتری را برای درمان دیابت و سرطان بیابند.

پرفسور Lingjun Li، استاد شیمی و داروسازی در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون که به اندازه گیری مجموعه پروتئین های پانکراس در این تحقیقات جدید کمک کرده است، می گوید: به طور سنتی، محققان ممکن است پروتئین های منفرد را مورد بررسی قرار دهند. اما هیچ پروتئین واحدی نمی تواند به تنهایی کار کند. هدف در این مطالعه، دستیابی به تصویری کامل از تمام پروتئین های درگیر در پانکراس است.

پرفسور Li، می گوید: داشتن این داده های پایه کمک بزرگی به محققانی است که روی بیماری های مختلف لوزالمعده مانند پانکراتیت، سرطان لوزالمعده یا دیابت کار می کنند.

گروه تحقیقاتی پرفسور Liبا همکاری آزمایشگاه دکتر Jon Odorico ، جراح پیوند در دانشکده پزشکیUW ، تغییرات پروتئوم پانکراس - مجموعه کامل پروتئین های آن- را از قبل از تولد تا اواخر بزرگسالی پیگیری کردند. این تیم همچنین ماتریکس خارج سلولی، را بررسی کرد. ماتریکس خارج سلولی، یک شبکه از پروتئین های حمایتی است که سلول ها را به یکدیگر متصل می کند اما بسیار کم مورد مطالعه قرار گرفته است. ماتریس خارج سلولی برای رشد و پشتیبانی سلولهای پانکراس در آزمایشگاه و در حین پیوند حیاتی است.

این مطالعه نشان داد که پانکراس به طور قابل توجهی پروتئین های خود را در طول دوران کودکی تغییر می دهد(remodelمی کند) و در نهایت در بزرگسالان این پروتئینها تثبیت می شوند. به طور خاص، تغییرات مرتبط با سن در پروتئین های مرتبط با سرطان، بسیار قابل توجه و مشخص بود، یافته ای که باید به محققان کمک می کند تا درک خود را از سرطان لوزالمعده اصلاح کنند.

دانشمندان مقاله ی خود را در 15 فوریه در مجلهNature Communications منتشر کردند.

برای اندازه گیری پروتئوم پانکراس، تیم تحقیقاتی به طیف سنجی جرمی روی آوردند، با این فناوری آنها هزاران پروتئین مختلف را توسط وزن مولکولی و توالی منحصر به فرد آنها شناسایی کردند. آنها، یک مجموعه ی مقرون به صرفه از برچسب هایی[1] را تولید نمود که دارای قابلیت متمایز کنندگی بودند و به پروتئین هایی از نمونه های بافتی مختلف متصل می شدند، این کار به آنها اجازه داد که بر روی چندین نمونه بطور همزمان تحقیقات خود را انجام دهند تا روند جمع آوری داده ها تسریع و ساده شود.

نمونه های پانکراس از اهداکنندگان پانکراس، که بین 5 تا 61 سال سن داشتند، زمانی که بافت پانکراس برای پیوند مناسب نبود ولی از سایر جهات سالم بود و همچنین از بافت جنینی اهدایی، گردآوری شدند. این مجموعه از بافت ها که در طی ده ها سال گردآوری شده بود، فرصتی را برای بررسی تغییرات پانکراس در طول زندگی فراهم نمود.

نویسنده ی اصلی این مقاله،Zihui Li ، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در آزمایشگاه پرفسور Lingjun Li، می گوید: میزان فراوانی بسیاری از پروتئین های مربوط به عملکرد پانکراس، از جمله نشانگرهای زیستی مرتبط با بیماری، با افزایش سن، بیشتر می شود. بسیاری از مطالعات قبلی، این نشانگرهای زیستی را فقط با پیشرفت بیماری مرتبط می دانستند، اما اکنون می دانیم که در هنگام ارزیابی اهمیت این نشانگرهای زیستی، باید اثر سن را نیز در نظر بگیریم.

در تحقیقی که توسط Dan Tremmel، دانشجوی تحصیلات تکمیلی آزمایشگاه Odorico و یکی دیگر از نویسندگان اصلی این مطالعه انجام شد، محققان توانستند مکان پروتئین های خارج سلولی را مشخص کنند و دریافتند که این پروتئین ها نیز در طول زندگی به طور قابل توجهی تغییر می کنند.

ترمل می گوید: من فکر می کنم پیام واقعاً جالب تحقیقات ما این است که تغییرات زیادی در پروتئین های ماتریکس خارج سلولی رخ می دهد. ماتریکس خارج سلولی ، یک سیستم بسیار پویا در طول رشد است. این اطلاعات برای محققانی که بر روی پیوند پانکراس کار می کنند و بویژه محققانی که بر دیابت متمرکز هستند، بسیار مهم است.

سلول های جزایر پانکراس انسولین تولید می کنند و عملکرد نامناسب آنها منجر به دیابت می شود. اطلاعات مربوط به محل و ریمدلینگ پروتئینهای ماتریکس خارج سلولی می تواند همه ی محققان برای حمایت بهتر از تحقیقات بر روی سلولهای جزایر لوزالمعده و پیوند این سلولها به افراد مبتلا به دیابت استفاده گردد.

این آزمایشگاه ها یک مجموعه ی غنی از داده ها را تولید کرده اند که منحصر به فرد است، زیرا مهمترین پروتئین های پانکراس را در طول تقریباً کل زندگی بررسی کرده اند و تمرکز آنها بر خلاف تحقیقات قبلی بر روی بافتهای سالم بود نه بافتهای بیمار. اکنون سایر دانشمندان می توانند برای بهبود تحقیقات خود به کل این مجموعه از داده ها دسترسی پیدا کنند.

دکتر سارا ساکت، دانشمند آزمایشگاه دکتر اودوریکو، می گوید: کل مطالعه واقعاً به جزئیاتی می پردازد که قبلاً شناسایی و نشان داده نشده اند. سایر محققان می توانند از این اطلاعات برای تنظیم دقیق مطالعات خود به روش خود استفاده کنند.

دسترسی به این اطلاعات جدید و ارزشمند، هم برای تحقیقات این گروه و هم برای سایر محققانی که در این زمینه کار می کنند، پرفسور Liرا در مورد آینده بسیار هیجان زده کرده است.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2021-02-pancreas-protein-landscape-diabetes-cancer.html