Alhaisen verensokerin vaikutuksesta diabetesta sairastavien haiman saarekesolut vapauttavat huomattavasti enemmän glukagoni-nimistä hormonia kuin terveiden ihmisten saarekesolut, ilmenee Stanfordin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan tutkijoiden uudesta tutkimuksesta.
Löydös tehtiin Stanfordin tutkijoiden kehittämällä uudella diabeteksen hiirimallilla, joka mahdollistaa ensimmäistä kertaa ihmisen siirrettyjen alfasolujen toiminnalliset tutkimukset.
Glukagonia tuottavat haiman saarekkeiden alfasolut, kun taas insuliinia tuottavat beetasolut. Insuliinin tuotannon ja beetasolujen vikoja on pidetty diabeteksen tärkeimpinä aiheuttajina. Nykyinen tutkimus tukee kuitenkin kasvavaa käsitystä siitä, että diabetes johtuu todennäköisesti useiden solutyyppien vioista, ja korostaa hiirimallin merkitystä taudin monimutkaisuuden tarkemmassa simuloinnissa.
”Tutkimuksemme tukevat ajatusta, että diabetes ei johdu vain haiman beetasolujen viasta, vaan myös glukagonia tuottavista alfasoluista”, sanoo lääketieteen tohtori, tohtorikoulutettava Seung Kim, kehitysbiologian professori ja Stanfordin diabetestutkimuskeskuksen johtaja. ”Tätä oli epäilty, mutta tutkimuksemme ihmisen saarekkeilla tarjoaa uutta, ennennäkemätöntä näyttöä tämän ajatuksen tueksi.”
Kim on tutkimuksen vanhempi kirjoittaja, ja se julkaistiin 8. kesäkuuta Nature Metabolism -lehdessä. Jatko-opiskelija Krissie Téllez ja tutkijatohtori Yan Hang, PhD, jakavat tutkimuksen pääkirjoittajuuden.
Terveillä ihmisillä glukagoni toimii yhdessä insuliinin kanssa kontrolloidakseen tiukasti verensokeria. Välittömästi aterian jälkeen insuliini käynnistää glukoosin poistamisen verestä ja edistää sen varastoitumista maksan kaltaisiin elimiin. Sitä vastoin, kun verensokeriarvot laskevat, glukagoni stimuloi varastoidun glukoosin vapautumista verenkiertoon.
Identtiset glukagonin rakenteet
Insuliinin ja glukagonin välistä suhdetta koskevaa aiempaa tutkimusta on haitannut se, että hiiren ja ihmisen glukagoni ovat rakenteeltaan identtisiä. Niitä on mahdotonta erottaa toisistaan sen jälkeen, kun ihmisen saarekkeet on siirretty laboratoriohiiriin. Tämän seurauksena tutkijat ovat voineet tutkia ihmisen glukagonin tuotantoa vain alfasolujen toimesta koeputkissa tai viljelymaljoissa, mikä ei jäljittele tarkasti sitä, mitä elimistössä tapahtuu.
Hang, Téllez ja heidän kollegansa ryhtyivät kehittämään hiirikantaa, joka ei pysty tuottamaan omaa glukagoniaan. He käyttivät CRISPR-nimistä geneettistä muokkausprosessia poistaakseen eläimen DNA:sta pienen palan, joka koodaa glukagoniproteiinia. Prosessi oli työläs ja aikaa vievä ja kesti yli kaksi vuotta.