Результаты показывают, что микроканальцы действуют как клеточный «реостат», чтобы точно управлять секрецией инсулина и предположить, что волнение этого контроля может способствовать бета дисфункции клетки и диабету 2 типа. Быть планированием регулирование микроканальца секреции инсулина может предложить новые способы лечить диабет.Ирина Каверина, доктор философии, Сядун Чжу, доктор философии, и коллеги начали использовать бета клетки поджелудочной железы в качестве модели, чтобы изучить функцию микроканальца – чтобы исследовать как «транспортный» груз микроканальцев, такой как гранулы инсулина от интерьера клетки до периферии.
В их начальных исследованиях исследователи использовали комплексы, чтобы разрушить микроканальцы, затем стимулировали островки Лангерганса с глюкозой и имели размеры, сколько инсулина спряталось. С пропавшими без вести шоссе доставки они ожидали видеть сокращение секреции инсулина. Вместо этого они наблюдали сильное увеличение секреции.
«Это было так удивительно, мы не верили ему сами», сказала Каверина, адъюнкт-профессор Клетки и Биологии Развития.Вместе с Гоцян Гу, доктором философии, адъюнкт-профессором Клетки и Биологии Развития и других лабораторий Вандербилта, следователи продемонстрировали использующие многократные системы и технологии, что микроканальцы отрицательно регулируют секрецию инсулина в бета клетках.
Значительно, команда Гу разрушила микроканальцы у мышей и показала, что и стимулируемая глюкозой секреция инсулина и разрешение глюкозы от крови увеличились по сравнению с мышами с неповрежденными микроканальцами.«В любой модели мы проверили, разрушать микроканальцы увеличило секрецию инсулина», сказала Каверина. «Как могло случиться так, что структуры, которые, как предполагается, являются внутренними шоссе, предоставляющими вещи мембране на самом деле, подавляют секрецию?»Применяя методы микроскопии суперрезолюции, следователи обнаружили, что в бета клетках, микроканальцы не формируют подобные шоссе следы. Вместо этого они формируют сложную петлю.
«Гранулы инсулина ‘идут’ беспорядочно на петле микроканальца, и микроканальцы регулируют количество гранул в периферии клетки, чтобы предотвратить сверхсекрецию», сказала Каверина.Глюкоза, она объяснила, дестабилизирует микроканальцы только в поверхности клеток, чтобы выпустить микроканалец, держатся гранулы инсулина и позволяют секрецию.Стратегии, которые дестабилизируют микроканальцы – возможно, использование целенаправленной доставки лекарственных средств к поджелудочной железе – могли увеличить секрецию инсулина как способ лечить диабет, исследователи предложили.
Исследователи также нашли, что микроканалец meshwork был более плотным в бета клетках от мышей с диабетом, сравненным с мышами контроля.Результаты предлагают, чтобы в ответ на повышенный спрос на инсулин при диабете, микроканальцы стали более плотными и менее динамичными как механизм обратной связи, в конечном счете закрыв бета функцию клетки, сказал Гу.
Следователи теперь исследуют, как глюкоза регулирует динамику микроканальца. Они также интересуются изучением человеческих островков от пациентов с диабетом. Гу отметил, что такие островки обычно теряли способность спрятать инсулин, и он предположил, что могло бы быть возможно восстановить секрецию инсулина, управляя динамикой микроканальца.
Он также указал на ассоциацию между противораковыми методами лечения, которые предназначаются для микроканальцев и повышенного риска диабета в лечивших пациентах. Новые результаты предполагают, что лечение рака, которое стабилизирует микроканальцы, может уменьшить секрецию инсулина и способствовать диабету.Регулирование динамики микроканальца в бета клетках, возможно в сочетании с другими стимуляторами инсулина, предлагает новый путь вперед к лечению диабета, сказали исследователи.
Среди других сотрудников Вандербилта были Жуйин Ху, Марсела Бриссова, доктор философии, Роланд Стайн, доктор философии, и Элвин Пауэрс, Доктор медицины, исследование было поддержано грантами от Национальных Институтов Здоровья (DK020593, GM078373, DK065949), американская Сердечная Ассоциация, Министерство по делам ветеранов и Юный Исследовательский фонд Диабета.