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Cell Rep:揭示STAT3基因的一种激活突变导致新生儿糖尿病机制

来源:生物谷 2017-04-15 09:59


图片来自Otonkoski Lab/University of Helsinki。

2017年4月15日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自芬兰赫尔辛基大学的研究人员发现STAT3基因发生的一种突变导致胰腺发育缺陷和婴儿糖尿病。相关研究结果发表在2017年4月11日的Cell Reports期刊上,论文标题为“An Activating STAT3 Mutation Causes Neonatal Diabetes through Premature Induction of Pancreatic Differentiation”。

新生儿糖尿病(neonatal diabetes mellitus, NDM)是一种罕见的存在于不到6个月大的婴儿之间的糖尿病。它是由对β细胞功能或发育至关重要的基因发生突变造成的。在大约一半的NDM病例中,这种疾病变成永久性的,即永久性新生儿糖尿病(permanent NDM, PNDM)。迄今为止,人们鉴定出大约20多种基因发生的突变导致PNDM。

不同于1型糖尿病,NDM病人通常并不产生与糖尿病相关联的自身抗体。然而,最近人们已发现激活STAT3基因的突变可能导致具有较强的自身免疫现象的糖尿病。

已发现最强激活STAT3基因的突变(K392R)导致最为严重的NDM。这种突变是2014年在一名芬兰病人体内发现的,这名病人出生时具有比较高的β细胞抗体,而且具有未充分发育的胰腺。这名病人随后会在不同的器官中出现多种自身免疫的临床表现。

由Timo Otonkoski教授领导的这项新的研究利用由源自这名病人的皮肤细胞产生的诱导性多能干细胞(iPS细胞)探究了这种STAT3突变对胰腺发育的影响。

所产生的iPS细胞通过一种复杂的反映人体胰腺正常发育的体外方法分化为胰腺胰岛细胞。在分化之前,利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术修复所产生的iPS细胞中的这种点突变(即前面所提及的K392R)。在此之后,对携带这种点突变的iPS细胞和通过基因组编辑修复了这种点突变的iPS细胞在胰腺发育期间的分化进行比较是可行的。

这些结果表明由携带这种点突变的iPS细胞产生的STAT3蛋白突变体导致这些细胞过早地分化为产生胰岛素或胰高血糖素的内分泌细胞。这些结果在体外培养的iPS细胞和移植到小鼠体内的iPS细胞当中都是非常明显的,这就允许这些研究人员更长时间地研究这些细胞的发育。

论文第一作者Jonna Saarimäki-Vire声称,“我们发现的这种STAT3蛋白突变体作用机制导致未充分发育的胰腺和早发性糖尿病,即便在自身免疫机制导致的损伤缺乏的情形下,也是如此。” Otonkoski教授和负责基因组编辑的研究员Diego Balboa指出尽管这种突变是罕见的,但是这项研究具有更加广泛的影响。

“这些结果揭示出STAT3基因对胰腺发育发挥着之前未知的重要性。我们也成功地利用新的干细胞技术和基因组编辑方法对这种突变的致病机制进行高精度的分析。我们打算在未来利用相同的方法研究其他的糖尿病相关基因。”(生物谷 Bioon.com)

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原始出处:

Jonna Saarimäki-Vire,Diego Balboa, Mark A. Russell et al. An Activating STAT3 Mutation Causes Neonatal Diabetes through Premature Induction of Pancreatic Differentiation. Cell Reports, 11 April 2017, 19(2):281-294, doi:10.1016/j.celrep.2017.03.055

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