25 سپتامبر 2024- نقش پروتئین آداپتورPICALM (پروتئین مونتاژ کلاترین متصل شونده به فسفاتیدیل اینوزیتول) در ایجاد بیماری آلزایمر به خوبی مستند شده است. اکنون محققان آلمانی برای اولین بار نقشPICALM  را در بافت چربی سفید و اهمیت آن برای سلامت متابولیک مطالعه کرده و نشان دادند که کاهش بیان PICALM باعث بهبود حساسیت به انسولین و انتقال گلوکز در سلول های چربی می شود.

این نتایج که اخیراً در ژورنال Molecular Metabolism منتشر شده است، می تواند به توسعه رویکردهای درمانی جدید برای درمان دیابت نوع 2 و چاقی کمک کند.

بافت چربی سفید که زمانی صرفاً به عنوان یک انبار ذخیره چربی در نظر گرفته می شد، اکنون به عنوان یک اندام با عملکرد غدد درون ریز شناخته می شود که نقش اصلی را در متابولیسم ایفا می کند. اختلال عملکرد بافت چربی سفید ناشی از چاقی یکی از دلایل اصلی دیابت نوع 2 (T2D) است.

اگرچه بافت چربی تنها حدود 5 درصد از گلوکز پس از غذا را دریافت می کند و بنابراین مستقیماً مسئول کاهش سطح قند خون نیست، اما جذب گلوکز تحریک شده با انسولین توسط سلول های چربی (آدیپوسیت ها) نقش مهمی در سلامت متابولیک ایفا می کند. این یک جزء کلیدی در هموستاز انرژی دقیق سلول‌های چربی است و اختلال در این فرآیند می‌تواند باعث شود که سلول‌های چربی اسیدهای چرب بیشتری را در جریان خون آزاد کنند که می‌تواند منجر به رسوب چربی در اندام‌هایی مانند کبد و ماهیچه‌ها شود.

بررسی مکانیسم های تنظیمی جذب گلوکز

در سال‌های اخیر، مقاومت به انسولین و اختلالات متابولیکی مرتبط، به اختلال در جذب گلوکز تحریک‌شده توسط انسولین از طریق GLUT4 به‌جای نقص در سیگنال‌دهی پروگزیمال انسولین، نسبت داده شده اند. در نتیجه، روشن کردن مسیرهای متابولیک مرتبط با ناقلGLUT4 ، یک راه امیدوارکننده برای کشف اهداف درمانی جدید است.

در مطالعات اولیه، تیمی از محققان موسسه آلمانی تغذیه ی انسانی پوتسدام-رهبروکه(DIfE) به سرپرستیدکتر هایک ووگل از تجزیه و تحلیل ترانسکریپتوم برای شناسایی پروتئین مونتاژ کلاترین متصل شونده به فسفاتیدیل‌ اینوزیتول (PICALM) به عنوان یکی از ژن‌هایی با قوی‌ترین تفاوت‌ها در بیان در بافت چربی موش‌های مستعد دیابت و مقاوم به دیابت استفاده کردند. PICALM، یک ژن مستعد کننده ی ابتلا به بیماری آلزایمر است و یک پروتئین آداپتور را رمزگذاری می کند که در همه ی سلول های بدن بیان می شود. با این حال، نقش آن در بافت چربی و سلامت متابولیک تاکنون مورد مطالعه قرار نگرفته بود.

روش های ترکیبی در موش، انسان و سلول ها، بینش های ارزشمندی را ارائه دادند

تیم تحقیقاتی بررسی کردند که آیا ارتباطی بین کاهش بیان PICALM در بافت چربی سفید و بهبود هموستازی گلوکز وجود دارد یا خیر.

به منظور درک بهتر نقش PICALM در تنظیم متابولیک و پتانسیل آن به عنوان یک هدف درمانی برای چاقی و دیابت نوع 2، دانشمندان در این مطالعه از ترکیبی از روش‌های مختلف استفاده کردند. به عنوان مثال، آنها بیان PICALM را در بافت چربی سفید موش های مستعد دیابت و مقاوم به دیابت و همچنین افراد با شاخص های توده بدنی متفاوت، مقایسه کردند.

علاوه بر این، این تیم همچنین میزان تاثیرگذاری بر بیان PICALM توسط مداخلات غذایی، مانند روزه‌داری متناوب در موش‌ها و جراحی چاقی در افراد چاق را بررسی نمودند. در یک مدل کشت سلولی، آنها سطوح PICALM را در سلول‌های چربی نارس (preadipocytes) و بالغ، به منظور بررسی اثرات آنها بر جابجایی ناقل گلوکز GLUT4 از یک مخزن داخل سلولی به سطح سلول، سیگنال‌دهی انسولین و چربی‌زایی، دستکاری کردند.

یک هدف بسیار امیدوار کننده برای بهبود هموستازی گلوکز

نتایج این تحقیقات برای اولین بار نشان داد که PICALM هم انتقال GLUT4 و هم سیگنال‌دهی انسولین را در سلول‌های چربی تنظیم می‌کند. جالب توجه این است که کاهش بیان PICALM منجر به افزایش انتقال GLUT4 تحریک‌شده با انسولین و سیگنال‌دهی انسولین می‌شود. محققان نشان دادند کهPICALM  بر بلوغ سلول‌های چربی نیز تأثیر می‌گذارد که نشان‌دهنده نقش‌های متمایز آن در پیش‌آدیپوسیت‌ها و سلول‌های چربی بالغ است.

نویسنده ی اول این مقاله دکترJasmin Gaugel ، گفت: در اینجا، ما نقش جدیدی از پروتئین آداپتورPICALM  را در تنظیم هموستازی گلوکز و سیگنال‌دهی انسولین کشف کردیم. به ویژه این یافته ی ارزشمند که بیان PICALM هم تحت تأثیر استعداد ژنتیکی دیابت نوع 2 است و هم می‌تواند توسط مداخلات غذایی کاهش یابد. برخلاف سایر تنظیم‌کننده‌های معروف سیگنال‌دهی انسولین، PICALM نه تنها بر انتقال سیگنال تأثیر می‌گذارد، بلکه تأثیر مستقیمی بر فرآیندهای سلولی که برای جذب گلوکز ضروری هستند، نیز دارد.

در آینده، علاوه بر اثرات PICALM در بافت چربی، محققان همچنین قصد دارند اهمیت آن را در ماهیچه‌های اسکلتی مطالعه کنند، جایی که قبلاً تأثیر زیادی بر تمایز سلول‌های عضلانی مشاهده کرده‌اند.

دکتر Heike Vogel، گفت: در اصل، PICALM یک هدف درمانی بسیار هیجان انگیز است. به منظور شفاف سازی بیشتر نتایج اولیه ما در مورد نقش متابولیک PICALM، ما می‌خواهیم حیوانات تراریخته ای که PICALM  فقط در عضلات آنها حذف شده است را مورد مطالعه قرار دهیم.

در دراز مدت، توسعه دارویی که به طور خاص نقش PICALM را تعدیل می کند تا هموستازی گلوکز را بهبود بخشد و خطر ابتلا به T2Dرا کاهش دهد، یک هدف قابل تصور است.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2024-09-glucose-adipose-tissue.html