Som svar på låga blodsockervärden frisätter öcellerna i bukspottkörteln från personer med diabetes betydligt mer av ett hormon som kallas glukagon än öceller från friska personer, enligt en ny studie av forskare vid Stanford University School of Medicine.
Upptäckten gjordes med hjälp av en ny musmodell för diabetes som Stanfordforskare utvecklat och som för första gången möjliggör funktionella studier av transplanterade mänskliga alfaceller.
Glukagon produceras av alfaceller i bukspottkörtelns öar medan insulin produceras av betaceller. Defekter i insulinproduktionen och betacellerna har ansetts vara de viktigaste drivkrafterna bakom diabetes. Den aktuella studien stöder dock den växande insikten att diabetes sannolikt beror på defekter i flera olika celltyper och understryker vikten av musmodellen för att mer exakt simulera sjukdomens komplexitet.
”Våra undersökningar stödjer idén om att diabetes inte bara beror på en defekt i betacellerna i bukspottkörteln, utan även i alfacellerna som producerar glukagon”, säger Seung Kim, MD, PhD, professor i utvecklingsbiologi och chef för Stanford Diabetes Research Center. ”Detta hade man misstänkt, men vår studie med mänskliga öar ger nya, oöverträffade bevis för att stödja denna idé.”
Kim är huvudförfattare till studien, som publicerades den 8 juni i Nature Metabolism. Doktoranden Krissie Téllez och forskaren Yan Hang, PhD, delar huvudförfattarskapet för studien.
I friska människor arbetar glukagon tillsammans med insulin för att noggrant kontrollera blodsockernivåerna. Omedelbart efter en måltid utlöser insulin avlägsnandet av glukos från blodet och främjar dess lagring i organ som levern. Omvänt, när blodsockernivån blir låg stimulerar glukagon frisättningen av lagrat glukos i blodet.
Identiska glukagonstrukturer
Premiär forskning om förhållandet mellan insulin och glukagon har hindrats av det faktum att glukagon från mus och människa är identiskt till sin struktur. De är omöjliga att skilja från varandra efter att mänskliga öar har transplanterats till laboratoriemöss. Därför har forskarna bara kunnat studera mänsklig glukagonproduktion genom alfaceller i provrör eller odlingsskålar, vilket inte exakt efterliknar vad som händer i kroppen.
Hang, Téllez och deras kollegor försökte skapa en musstam som inte kan tillverka sitt eget glukagon. De använde en genetisk redigeringsprocess som kallas CRISPR för att ta bort en liten bit av djurets DNA som kodar för glukagonproteinet. Processen var mödosam och tidskrävande och tog mer än två år att slutföra.