Клетки поджелудочной железы, как и люди, могут выдержать только определённое количество стресса, прежде чем начнут разрушаться. Воспаление и высокий уровень сахара в крови перегружают эти клетки и способствуют развитию диабета второго типа. Исследователи из Лаборатории Джексона выяснили, что изменения в последовательности ДНК, повышающие риск развития диабета, связаны со способностью клеток поджелудочной железы справляться с двумя видами молекулярного стресса. У людей с такими изменениями ДНК клетки, вырабатывающие инсулин, чаще выходят из строя или погибают под воздействием стресса и воспаления. Майкл Л. Штицель, доцент JAX и соавтор нового исследования, говорит, что они хотят разработать новые методы профилактики и лечения диабета 2 типа. Они собираются воздействовать на гены и процессы, которые нарушены у людей, наиболее подверженных этому заболеванию. Результаты исследования дают новое представление о некоторых генах и процессах. В работе указаны десятки генов, связывающих клеточный стресс и риск развития диабета. Один из них исследуется как мишень для лекарств от осложнений диабета 2 типа. Клетки в состоянии стрессаКогда клетки сталкиваются с трудностями, они активируют защитные реакции. Но постоянный стресс может привести к замедлению или гибели клеток. В островковых бета-клетках поджелудочной железы клеточный стресс связан с развитием диабета 2-го типа. Он возникает из-за перегрузки клеток при выработке белков, подобных инсулину. Цитокиновый стресс возникает, когда иммунная система посылает слишком много воспалительных сигналов. Это происходит при ожирении и метаболических заболеваниях. В обоих случаях стресс может привести к тому, что островковые бета-клетки перестанут вырабатывать инсулин или отмирать. Учёные хотели узнать, какие гены и белки используются клетками в ответ на стресс ER и цитокиновый стресс. Они провели множество исследований, чтобы выяснить, как регулируется выработка инсулина в здоровых клетках. Но также учёные работали над гипотезой, что клетки не всегда находятся в состоянии покоя. Какие пути важны, когда клетки испытывают стресс? И как на них влияют связанные с диабетом изменения последовательности ДНК? Гены стресс-реакцииГруппа Штицеля воздействовала на здоровые островковые клетки человека химическими соединениями, вызывающими стресс ER или цитокиновый стресс. Затем они отслеживали изменения уровня молекул РНК и плотности упаковки участков ДНК в клетках. Это позволило определить, какие гены и регуляторные элементы используются клетками. Команда проанализировала результаты совместно с Укаром — профессором и вычислительным биологом из JAX. Они обнаружили, что более 5000 генов (почти треть всех) изменяют свою активность в ответ на стресс ER или цитокиновый стресс. Многие из них связаны с производством белков, важных для выработки инсулина островковыми клетками. Большинство генов участвуют только в одной стрессовой реакции, поэтому можно предположить, что в развитии диабета играют роль два отдельных стрессовых пути. Примерно каждый восьмой регуляторный участок ДНК в островковых клетках изменяется под воздействием стресса. 86 из этих участков ранее были обнаружены у людей с генетической предрасположенностью к диабету 2-го типа. Возможно, люди с такими генетическими вариантами имеют островковые клетки, которые хуже реагируют на стресс. Окружающая среда (диабет и ожирение) может спровоцировать диабет 2-го типа, а генетика — подготовить почву для болезни. Штицель надеется, что новое исследование поможет создать лекарства для профилактики или лечения диабета, которые сделают островковые клетки более устойчивыми к стрессу. Лекарственная мишеньИсследователи обнаружили, что ген MAP3K5 изменяется при обоих стрессах ER. Этот ген связан с гибелью островковых бета-клеток у мышей с мутацией в гене инсулина, вызывающей диабет. В новой работе показано, что повышение уровня MAP3K5 приводит к гибели большего количества островковых клеток в ответ на ER-стресс. А снижение активности MAP3K5, наоборот, делает клетки более устойчивыми к стрессу и уменьшает вероятность их гибели. Исследования препарата селонсертиб показали, что он может снизить риск осложнений диабета. Возможно, он также будет полезен для профилактики диабета у людей из группы риска — поможет их клеткам оставаться работоспособными в условиях стресса.
Результаты опубликованы в издании Cell Metabolism. 08.10.2024 |
Здоровье
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать | |
Стволовые клетки, выращенные в условиях м... |
Cancer: Открыта связь между конкретными пестицидами и смертельным раком простаты | |
22 пестицида связаны с раком простаты в&n... |
Новое средство против супербактерий разработали в Подмосковье | |
Уникальный антимикробный препарат для леч... |
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки | |
Ученые из научной школы МГУ предложи... |
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга | |
У людей с большим депрессивным расстройст... |
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб | |
Эффективный способ получения коллагена из ... |
В МФТИ создают новую систему медицинской реабилитации | |
По статистике ВОЗ, около 2,4 миллиарда человек... |
Trends in Biotechnology: Открыты новые пути усовершенствования биотехнологий | |
Макрофаги — это клетки иммунно... |
Показал высокую эффективность: ученые СПбГУ создали гидрогель для лечения ран | |
Гидрогелевый материал для лечения ран&nbs... |
В ННГУ разрабатывают калькулятор биологического возраста | |
Калькулятор биологического возраста для ж... |
Прорыв в медицине: канал TRPV1 открывает новые перспективы в лечении мозга | |
Специалисты Федерального центра мозга и н... |
В России материал для восстановления костей улучшили с помощью ионов гадолиния | |
Костный цемент используют в медицине для&... |
PLOS ONE: У правшей и левшей различается химический состав ключичных костей | |
Учёные исследовали скелетные останки человека ... |
Сеченовский университет: обнаружено ещё одно последствие COVID-19 | |
У детей, которые ранее перенесли коронав... |
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы | |
Ученые из МГУ и Сеченовского ун... |
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы | |
Слишком ранний возраст наступления менопаузы п... |
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника | |
Новосибирские учёные коллектива ФГБУ Новосибир... |
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад | |
Клетка похожа на шумный мегаполис, в ... |
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных | |
Генетическая сигнатура новорождённых может пре... |
В Университете Льва Толстого разработали импортозамещающие лекарства | |
Ученые Центра технологического превосходства Т... |
NatMet: Открытие приближает к раннему обнаружению и лечению болезни Хантингтона | |
Биохимический механизм, связанный с разви... |
PNAS: Появилось новое понимание того, как мутации влияют на болезни | |
Многие статистические модели и алгоритмы&... |
JCTP: Новый метод поможет диагностировать инфекцию у людей с бляшечным псориазом | |
Псориаз ногтей часто встречается у людей ... |
NatImmuno: Выяснилось, как опасный паразит проникает под кожу, не вызывая зуда | |
Представьте себе зуд, который не проходит... |
CS: Раскрыта работа эстафетных палочек в молекулярной эстафете внутри клеток | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
MedComm-Oncology: Найдена причина устойчивости раковых клеток к лечению | |
Рак всё ещё плохо поддаётся лечению,... |
В МФТИ создали систему домашней экспресс-диагностики с лабораторной точностью | |
В лаборатории МФТИ разработали систему домашне... |
Новое приложение поможет выбрать оптимальную схему восстановления после инсульта | |
Сотрудники Университета МИСИС и НИИ ... |
Ученые КФУ синтезировали многофункциональные самособирающиеся макромолекулы | |
Они могут доставлять лекарства, хранить ДНК&nb |
NuMeRi: Разработан транспорт для доставки лучевой терапии прямо в опухоль | |
Исследователи доказали, что мини-белок, р... |