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糖尿病能像疯牛病一样传播?

作为阴险狡诈的“潜伏型”蛋白质,病毒能够像传染性病原体一样传播,其代表便是“疯牛病”,1996年春,“疯牛病”在英国乃至全世界所引发的一场空前恐慌,让全球政治与经济为之动荡,一时间人们“谈牛色变”。近日,美国德州大学医学院等机构的研究人员又有了一个令人吃惊的发现,他们找到了一种与糖尿病有关的蛋白质,这种蛋白质与朊病毒颇有相似之处。他们的研究结果发表在The Journal of Experimental Medicine  上。


让我们先来简单回顾一下朊病毒是什么东西。实际上,朊病毒是一类错误折叠的蛋白质,可导致原本正常折叠的同类蛋白质也出现错误折叠,一旦这种糟糕的转换发生在大脑中,那些错误折叠的蛋白质便会在细胞内堆积起来,并且将其杀死。尽管朊病毒导致的疾病在人类中比较罕见,但它们与某些较为常见的疾病却存在一些相似之处。阿尔茨海默病便是一个很好的例子,一团团畸形的β-淀粉样蛋白会堆积在患者的大脑中。此外,还有两种脑部疾病,即帕金森病和亨廷顿病,亦会表现出成团的错误折叠蛋白质聚集。


众所周知,对于2型糖尿病患者而言,他们在很大程度上失去了对血糖的控制能力,不过这似乎与朊病毒或神经退行性疾病并无甚关联。然而,对于2型糖尿病患者而言,集聚在胰腺细胞的蛋白质——胰岛淀粉样多肽(islet amyloid polypeptide, IAPP)与阿尔茨海默病中所出现的堆积的β-淀粉样蛋白颇为相似。这些聚集起来的蛋白质最终能够杀死众多产生胰岛素的胰岛β细胞。


本项研究中,美国德州大学医学院的神经生物学家及生物化学家Claudio Soto等人检验了单独的 IAPP是否可以在小鼠中引发糖尿病。下面我们来看一看他们具体是怎么做的。研究人员首先培养了来自健康人以及经过基因工程改造、能够表达大量人源IAPP的年轻小鼠的胰腺细胞。当研究人员加入取自已患上糖尿病且老迈的基因改造小鼠的胰腺物质时,培养细胞中渐渐出现了IAPP聚集。同样,当细胞暴露于实验室合成的IAPP缠结物中时,这种聚集亦会出现。

Claudio Soto。图片来源:University of Texas


老迈转基因小鼠胰腺物质诱导来自转基因小鼠和健康人类的胰岛细胞产生IAPP堆积。图片来源:J. Exp. Med.


接下来,Soto团队检验了是否可以在活鼠中诱导IAPP聚集。事实上,那些经过基因改造、能够表达人源IAPP的年轻小鼠通常是健康的,然而,随着研究人员向其体内注入合成IAPP或来自糖尿病小鼠的胰腺物质,这些小鼠的胰腺中也出现了IAPP聚集的现象。正如蛋白所做的那样,原本极少量的错误折叠IAPP化身为一粒粒“火种”,刺激异常蛋白质聚集蔓延开来。


研究人员随后观察了这些被诱导出IAPP聚集的小鼠是否会显现出2型糖尿病的症状。答案是肯定的。对于这些受影响的小鼠而言,其血糖浓度高于那些被用来作为对照的小鼠。而且像人类中的糖尿病患者一样,测试表明,这些小鼠的葡萄糖耐量异常。更令人吃惊的是,这些小鼠胰腺中的β细胞大量死亡。

被诱导出IAPP聚集的小鼠显现出2型糖尿病的症状。图片来源:J. Exp. Med.


“只须通过注射这些蛋白质聚集体,我们便可以完全诱导出糖尿病。”Soto说。但他立马又补充道,这并不意味着糖尿病可以通过日常生活中人与人之间的正常互动传播。“这毕竟不是流感。”不过,Soto指出,研究人员计划检验糖尿病是否能通过传统的朊病毒传播途径,如输血或器官移植来传播。此外,在食物中也可能隐藏着一些糖尿病诱发因素,如在吃荤食时,某些动物的胰腺中可能出现IAPP聚集的现象。


凯斯西储大学病毒研究专家Witold Surewicz认为,这项研究令人兴奋,它提供了很好的数据,表明这种蛋白质会展现出类似于病毒的行为。然而,他也警告,千万不要就此下定结论,说糖尿病会在人与人之间传播。尽管本项研究提升了传染的可能性,但仍需进一步确定。


David Harris是一名生物化学家和细胞生物学家,目前正在波士顿大学医学院研究病毒,在他看来,认为糖尿病会在人与人之间传播有点危言耸听了。他表示,研究人员是通过人工手段——如从糖尿病小鼠中提取胰腺物质,然后再注入其他小鼠体内——来传播糖尿病,而这并不符合现实情况。


糖尿病究竟是否能像“疯牛病”一样传播?还是让进击中的科学告诉我们最终的答案吧。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Induction of IAPP amyloid deposition and associated diabetic abnormalities by a prion-like mechanism

J. Exp. Med., 2017, DOI: 10.1084/jem.20161134


编译自:http://www.sciencemag.org/news/2017/08/could-diabetes-spread-mad-cow-disease


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