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Diabetes:使用干细胞技术阐明罕见糖尿病患者胰岛素β细胞功能障碍发生的机制

来源:生物谷 2013-11-16 00:00

使用来自皮肤诱导产生的干细胞就可以分化产生胰岛素产生细胞,从而治疗Wolfram综合征。

(Credit: Linshan Shang, PhD, the New York Stem Cell Foundation.)

2013年11月16日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,来自哥伦比亚大学医学研究中心等处的研究者通过使用来自Wolfram综合征(一种罕见的糖尿病)个体的皮肤产生的干细胞,揭示了糖尿病个体β细胞功能障碍的一种重要生化路径,相关研究刊登于国际杂志Diabetes上。

文章中,研究者通过诱导来自Wolfram综合征个体的皮肤组织样品产生了多能性的干细胞,随后使得这些干细胞分化成为胰岛素产生细胞,即β细胞;研究者表示,由于β细胞的蛋白质折叠或者内质网面临压力条件,所以会导致β细胞不能正常产生胰岛素。而研究者发现了一种名为4-苯基丁酸的化学物,其可以有效缓解这种压力环境,从而抑制细胞发生故障,因此这或许是未来靶向治疗糖尿病的思路之一。

Wolfram综合征是一种罕见的致死性遗传性障碍,其是一种胰岛素依赖性糖尿病;Susan L. Solomon博士表示,使用干细胞技术,我们就可以更好地理解这种疾病发生的分子机制,目前我们我们通过使用干细胞技术产生的胰岛素β细胞就可以帮助我们揭开糖尿病发病过程中细胞内质网面对的压力所扮演的角色。

而使用4-苯基丁酸来降低内质网压力,增加胰岛素β细胞的产生是一种新型的疗法,其可以有效增加机体胰岛素的产量从而加强机体对胰岛素的调节。研究者最后表示,这种新型干细胞技术和4-苯基丁酸的使用或可帮助研究者有效开发治疗Wolfram综合征的新型疗法,同事也可以更深层次地理解其发病的机制。(生物谷Bioon.com)

Beta cell dysfunction due to increased ER stress in a stem cell model of Wolfram syndrome

Linshan Shang1, Haiqing Hua1,2, Kylie Foo2, Hector Martinez1, Kazuhisa Watanabe2, Matthew Zimmer1, David J Kahler1, Matthew Freeby2, Wendy Chung2, Charles LeDuc2, Robin Goland2, Rudolph L. Leibel2 and Dieter Egli1,*

Wolfram syndrome is an autosomal recessive disorder caused by mutations in WFS1 and characterized by insulin-dependent diabetes mellitus, optic atrophy and deafness. To investigate the cause of beta cell failure, we used induced pluripotent stem (iPS) cells to create insulin-producing cells from individuals with Wolfram syndrome. WFS1-deficient beta cells showed increased levels of endoplasmic reticulum (ER) stress molecules, and decreased insulin content. Upon exposure to experimental ER stress, Wolfram beta cells showed impaired insulin processing and failed to increase insulin secretion in response to glucose and other secretagogues. Importantly, 4-phenyl butyric acid, a chemical protein folding and trafficking chaperone, restored normal insulin synthesis and the ability to upregulate insulin secretion. These studies show that ER stress plays a central role in beta cell failure in Wolfram syndrome and indicate that chemical chaperones might have therapeutic relevance under conditions of ER stress in Wolfram syndrome and other forms of diabetes.

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