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Cell Metab(IF31.373)|棕榈酰化助力糖尿病发病机制研究

发布时间:2024-09-05
超重或变胖的人患高血糖的概率显著性加剧,2型高血糖(T2D)的高血糖是由β人体细胞核系的效果阻碍造成的的,一般是是在胰岛素反击的情形下达生的,同时近几年尚不了解清楚胰岛素代谢的加剧需不需要会从而使得β人体细胞核系哀竭或催进高血糖流程。养分供大于求从而使得聚集脂质囤积在T2D中很比较普遍,而多余脂肪酸棕榈酸酯的水平的上升与高胰岛素血症和β人体细胞核系的效果阻碍相关的。

2023年1月6日,武汉轻工大学董桂芳教授与美国华盛顿大学Clay F. Semenkovich教授合作,在Cell Metabolism上发表了题为“Palmitoylation couples insulin hypersecretion with β cell failure in diabetes”的文章。该研究发现人体组织胰岛素的过量生产与棕榈酰化过程相关,并且这种棕榈酰化作用可被酰基蛋白硫酯酶1(APT1)逆转。通过棕榈酰化体现球蛋白组发现,Scamp1是定位于胰岛素分泌颗粒的APT1底物,被敲低后会引起胰岛素分泌过多,促进β细胞衰竭,提示棕榈酰化参与糖尿病的发病过程。该研究不仅有助于理解糖尿病发病机制,同时为高风险人群提供了预防或延缓糖尿病的潜在靶点。

英文音标标题格式:Palmitoylation couples insulin hypersecretion with β cell failure in diabetes

英文版名称:棕榈酰化连接糖尿病患者的胰岛素过度分泌和β细胞衰竭

刊物:Cell Metabolism

导致细胞:IF=31.373

投稿时期:2023年1月6日

科研建材:人/小鼠胰岛细胞、组织

组学技巧:棕榈酰化修饰蛋白组

其主要实验结局

1.APT1表达方法、活性氧发生变化及对胰岛素外分泌的会影响

依据高血糖女性和非高血糖女性的更加,研发出现高血糖女性中的APT1 mRNA增加(图1 A)。APT1酶灵灵活力的数据界面显示,高糖大幅度降了几个各不相同的非高血糖女性供体胰岛的去棕榈酰化灵灵活力,高血糖女性β细胞系APT1酶灵灵活力大幅度降(图1 B-C)。依据对APT1 KD小鼠的研发,出现APT1的下调会致使冬枣糖敏感的胰岛素分秘增加(图1 G-H)。

图1 人胰岛APT1表达出、酶可溶性及APT1常见问题对胰岛素分秘的直接影响

(图文再小编,起源于:Dong G, et al., Cell Metab, 2023) 进一步推动骤能够对APT1 KO小鼠的分析,知道16.7 mM红提常见葡萄品种糖注射液多种多样时,胰岛素的代谢增大(图2 A);动向红提常见葡萄品种糖注射液多种多样调查凸显,敲除组胰岛素双相产生增大(2 B、C)。

图2 APT1障碍小鼠溶合的胰岛可增多红提葡萄糖粉刺激性的胰岛素分泌液

(全部图片再编辑器,原自:Dong G, et al., Cell Metab, 2023)

2.Scamp1是APT1的底物,棕榈酰化通病突变率体Scamp1的表答可挽回APT1通病引致的胰岛素高排泄和营养健康引导的组织凋亡

棕榈酰化通过许多参与胰岛素分泌的蛋白介导神经元突触囊泡融合,APT1会影响神经元疾病模型中的功能和细胞内运输,为深入探究APT1及其底物相互作用关系,研究人员进行了棕榈酰化修饰语淀粉酶组研究。结果显示,从对照组和APT1 KO组胰岛中检测到390个棕榈酰化蛋白(图3 A)。RAC测定显示,与对照细胞相比,APT1 KD细胞中Scamp1棕榈酰化增加(图3 B-C)。当Scamp1被敲除时,葡萄糖依赖性胰岛素分泌增加(图3 D-E)。进一步分析表明,Scamp1的半胱氨酸残基上会发生突变,与野生型Scamp1相比,C132S突变体的棕榈酰化修饰减少(图3 G-H)。

图3 Scamp1是APT1的底物

(图源:Dong G, et al., Cell Metab, 2023) 深入到理论研究出现,C132S Scamp1能能拒绝APT1较弱因起的胰岛素高的分泌(图4 B)。夏黑葡萄糖粉和棕榈酸酯联办功能24h后,APT1 KD細胞的凋亡率取得新增,C132S Scamp1可救治APT1 KD細胞的凋亡(图4 C-E),证实APT1催化活性更改Scamp1棕榈酰化绘制的壮态与营养价值诱导性的細胞凋亡管于。

图4 C132S可追回APT1常见问题血细胞膜中胰岛素分泌出假如你和营养丰富分析的血细胞膜凋亡

(图源:Dong G, et al., Cell Metab, 2023)

3.胰岛特女性朋友APT1染色体敲除小鼠和APT1全敲db/db小鼠表現出非常多的β组织哀竭

因为知道T2D中β癌神经元哀竭的表型,对胰岛特异形APT1什么是什么是基因敲除小鼠和APT1全敲db/db小鼠实现钻研。高脂餐饮12周后,特别胰岛特异形APT1什么是什么是基因敲除小鼠和对比组小鼠,的结果表示敲除组产生糖耐量破裂的干涉现象,这与给糖后1分之五钟胰岛素分秘和C-肽急剧下降关与;还产生β癌神经元表面积急剧下降(图 5)。

图5 胰岛特异形APT1存在可可以淡化高脂飲食引导的小鼠β受损细胞哀竭

(图源:Dong G, et al., Cell Metab, 2023) 对APT1障碍的db/db小鼠参与分析,可是证明,APT1 KO组的糖耐量损毁,因此胰岛素和C-肽的分沁减小(图6 A-I);β细胞膜系占地面相关系数减小,并有分明的匍萄糖不耐受力(图6 J-M)。很有没有Lypla1(商品编号APT1的DNA)的小鼠,感觉db/db小鼠胰岛中的Scamp1棕榈酰化层次远超对比db/+小鼠(图6 N),证明db/db小鼠的β细胞膜系哀竭也许与移除Scamp1中棕榈酸盐的性能损毁相关的英文。

图6 APT1欠缺可增进db/db小鼠的β组织细胞用途器官衰竭

(图源:Dong G, et al., Cell Metab, 2023)

个人心得体会

综上归结归结,该探究证明,APT1在人体胰岛中感受到控制,APT1存在会造成 胰岛素高代谢外分泌借以造成 β受损生殖细胞衰弱,其底物是Scamp1,棕榈酰化缺陷报告突变性体Scamp1的理解可追回APT1存在产生的胰岛素高代谢外分泌和营养摄入诱导型的受损生殖细胞凋亡,显示棕榈酰化参与活动了血糖值高的的起病制度化。该探究模以了某一些方式的人体2型血糖值高的的起病制度化,为高危害性人打造了有效防范或延长时间血糖值高的的不确定靶点。

APT1导致胰岛素产生

(图源:Dong G, et al., Cell Metab, 2023)

拜谱总结

棕榈酰化是更重要的脂质化呈现表现形式,正常遭受在半胱氨酸残基上。棕榈酰化呈现最更重要的基本功能表是激发可正常通行球蛋清与膜的亲和性,关键在于调整球蛋清质的品牌定位与基本功能表。拜谱生态学独家代理组学枝术,一方面就会对半胱氨酸残基上的棕榈酰化呈现进行旋光度的测定法,还就会旋光度的测定法半胱氨酸残基上的亚硝基化、硫化保存呈现,优化调整呈现肽段聚集操作流程,呈现位点鉴别种数有很大程度的度提高,低丰度呈现位点定量分析较准,动力病理报告制度化、治療靶点等科研。

参考使用论文资料:Dong G, Adak S, Spyropoulos G, et al. Palmitoylation couples insulin hypersecretion with β cell failure in diabetes [published online ahead of print, 2023 Jan 6]. Cell Metab. 2023; S1550-4131(22)00549-6. doi:10.1016/j.cmet.2022.12.012.

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