近日，一項刊登在國際雜誌Journal of Clinical Investigation上的研究報告中，來自埃克塞特大學等機構的科學家們通過對罕見類型的糖尿病進行研究揭示了胰島素產生的分子機制；研究者表示，揭示為何嬰兒會患上一種罕見類型的糖尿病或能闡明一種新型的生物學通路，並幫助理解胰島素產生的原理，這或許有望幫助科學家們開發治療更多常見類型糖尿病的新型療法。
這項研究中，研究人員利用基因組測序揭示了一組臨床特徵相同且在出生不久之後就患上糖尿病的嬰兒，其機體中均攜帶有YIPF5基因的遺傳改變，研究者將幹細胞研究與CRISPR基因編輯工具相結合後進行研究發現，YIPF5基因對於細胞產生胰島素的功能非常重要。文章中，研究者揭示了這些遺傳改變如何導致細胞中壓力水平的升高，從而誘發細胞死亡的發生，此外本文研究中研究者還首次發現，YIPF5基因的功能對於神經元和產生胰島素的β細胞非常重要，但對於其它細胞的功能似乎可有可無。
本文研究結果有望幫助理解哪些細胞階段對於製造胰島素重要，而胰島素能夠幫助調節機體血糖水平並維持胰腺中產生胰島素的細胞的功能，相關研究結果有望幫助研究人員開發新型療法來治療常見類型糖尿病的患者，目前糖尿病在全球影響著4.6億的健康。研究者Elisa De Franco說道，本文研究強調了基因發現對於理解生物學基本機制的重要性，在這種情況下，我們發現了一種對於胰島素產產生細胞和神經元細胞功能都非常重要的基因，同時還闡明了一種此前並不知道的生物學通路或許對於胰島素產生細胞非常重要，這對於後期更好地理解其它類型糖尿病的發病機制帶來了一定的幫助。
很多嬰兒在其6個月時會患上糖尿病，超過85%患者的發病或許是因為DNA的拼寫錯誤所致，即基因突變，而其中一些兒童還會存在其它影響其大腦健康的問題。為了闡明哪些基因對於產生胰島素的細胞非常重要，研究人員對世界各地出生後不久就患上糖尿病的大約190名患者機體的遺傳特性進行研究，利用最先進的遺傳學技術，研究者發現，6名嬰兒機體的臨床特徵極為相似，包括癲癇症和小頭症等，而且其機體中都攜帶著YIPF5基因的突變。
隨後研究人員在產生胰島素的細胞和幹細胞中使用最先進的技術來理解YIPF5基因如何在產生胰島素的細胞中發揮作用，研究結果表明，當YIPF5基因缺失或在患者機體中存在遺傳改變時，胰島素產生細胞就不會像正常情況那樣產生胰島素，為了應對這種故障，細胞就需要激活壓力機制，最終導致細胞死亡。研究者Miriam Cnop說道，幹細胞分化為胰島素產生細胞的能力或能幫助我們研究罕見形式的糖尿病和其它類型糖尿病患者機體中β細胞所發生的錯誤。利用CRISPR基因編輯技術，研究人員就能糾正幹細胞中患者的基因突變，從而更好地理解基因突變所產生的疾病效應，將基因編輯技術與幹細胞進行組合或能為科學家們研究疾病的發病機制提供更強大的新型工具，同時相關研究結果或許也能幫助科學家們更有效地診斷並治療糖尿病。本文研究結果還能為研究人員提供更多信息來闡明機體中β細胞如何製造胰島素以及當該過程發生錯誤時會出現什麼情況，深入理解罕見糖尿病發生的機制或能幫助開發新方法來治癒並預防相應疾病的發生。
參考資料：
Toni I. Pollin，Simeon I. Taylor. YIPF5 mutations cause neonatal diabetes and microcephaly：progress for precision medicine and mechanistic understanding，JCI (2020) DOI：10.1172/JCI142364
來源：細胞