I forbindelse med et lavt blodsukkerniveau frigiver bugspytkirtelceller fra personer med diabetes betydeligt mere af et hormon kaldet glukagon end ø-celler fra raske personer, ifølge en ny undersøgelse af forskere fra Stanford University School of Medicine.
Odækningen blev gjort ved hjælp af en ny musemodel af diabetes, som Stanford-forskere har udviklet, og som for første gang gør det muligt at foretage funktionelle undersøgelser af transplanterede menneskelige alfaceller.
Glucagon produceres af alfaceller i bugspytkirtlens øer, mens insulin produceres af betaceller. Defekter i insulinproduktionen og betacellerne har været anset for at være de vigtigste årsager til diabetes. Den aktuelle undersøgelse understøtter imidlertid den voksende erkendelse af, at diabetes sandsynligvis skyldes defekter i flere celletyper, og understreger betydningen af musemodellen for mere præcist at simulere sygdommens kompleksitet.
“Vores undersøgelser understøtter ideen om, at diabetes ikke kun skyldes en defekt i pancreasets betaceller, men også i de alfaceller, der producerer glukagon,” siger Seung Kim, MD, PhD, professor i udviklingsbiologi og direktør for Stanford Diabetes Research Center. “Det havde man haft mistanke om, men vores undersøgelse med menneskelige øer giver nye, hidtil usete beviser for at understøtte denne idé.”
Kim er seniorforfatter på undersøgelsen, som blev offentliggjort den 8. juni i Nature Metabolism. Ph.d.-studerende Krissie Téllez og forsker Yan Hang, ph.d., deler hovedforfatterskabet til undersøgelsen.
I sunde mennesker arbejder glucagon sammen med insulin for at kontrollere blodsukkeret nøje. Umiddelbart efter et måltid udløser insulin fjernelsen af glukose fra blodet og fremmer dets lagring i organer som leveren. Omvendt stimulerer glukagon, når blodsukkeret bliver lavt, frigivelsen af oplagret glukose i blodet.
Identiske glukagonstrukturer
Den tidligere forskning i forholdet mellem insulin og glukagon er blevet hæmmet af, at glukagon fra mus og menneske er identisk i sin struktur. De er umulige at skelne fra hinanden, efter at menneskelige øer er blevet transplanteret i forsøgsmus. Derfor har forskerne kun kunnet studere menneskelig glukagonproduktion ved hjælp af alfaceller i reagensglas eller kulturskåle, hvilket ikke nøjagtigt efterligner det, der sker i kroppen.
Hang, Téllez og deres kolleger satte sig for at konstruere en musestamme, der ikke er i stand til at producere sit eget glukagon. De brugte en genetisk redigeringsproces kaldet CRISPR til at fjerne et lille stykke af dyrets DNA, der koder for glukagonproteinet. Processen var besværlig og tidskrævende og tog mere end to år at gennemføre.