为了以最佳方式治疗糖尿病患者,有必要了解疾病机制。MODY3型(MODY3)是一种单基因遗传性糖尿病,由HNF1A基因的遗传缺陷引起。结果是进行性β(β)细胞衰竭导致疾病发作并伴有高血糖,也称为高血糖症。为什么HNF1A突变会导致MODY3糖尿病?由慕尼黑亥姆霍兹糖尿病中心转化干细胞研究所(ITS)主任HenrikSemb领导的研究小组调查了这个问题,并可能确定MODY3中糖尿病发病的新致病机制。结果现已发表在《细胞干细胞》杂志上。

研究人员确定了MODY3中糖尿病发病的新致病机制

从医学的角度来看,有不同类型的糖尿病。年轻人发病的糖尿病(MODY)是一种罕见的单基因(由单基因突变的遗传引起)形式的糖尿病,占糖尿病病例的1-2%。MODY3是白种人中最常见的单基因糖尿病,由转录因子HNF1A突变引起。由于β细胞的胰岛素分泌受到干扰,患者逐渐发展为高血糖症,其特征是高血糖水平。然而,发病机制,即疾病如何发展,仍然未知。

研究员HenrikSemb和他的团队使用患者来源的干细胞来研究为什么HNF1A中的突变会逐渐导致MODY3中的糖尿病。科学家们在MODY3中发现了一种新的糖尿病发病机制。所研究的MODY3突变导致β细胞分泌过多胰岛素。一项关键发现将有助于防止突变携带者患上糖尿病。

MODY3β细胞中更有效的膜去极化

MODY3患者的表型非常异质,这反映在发病年龄高度可变等方面。尽管在试图了解MODY3的潜在疾病机制方面做出了很多努力,但人们对疾病发作的决定因素知之甚少。更好地了解是什么触发了MODY3患者的糖尿病,为延缓甚至预防疾病的靶向治疗开辟了道路。

使用患者特异性诱导多能干细胞(iPSCs),第一作者FlorianHermann和MayaKjærgaard以及他们的同事概括了胰岛素分泌对膜去极化剂磺酰脲的敏感性,这是一种在MODY3患者中常见的现象。出乎意料的是,MODY3患者特异性HNF1A+/R272Cβ细胞在移植到小鼠体内后,在体外和体内均表现出胰岛素过度分泌。一致地,与健康的兄弟姐妹相比,人类HNF1A突变携带者的出生体重有增加的趋势。MODY3β细胞中钾通道(特别是KATP通道)的表达减少会增加钙信号传导。此外,通过药理学靶向ATP敏感性钾通道或低电压激活的钙通道来挽救胰岛素分泌过多的表型,

预防或延缓糖尿病发作的重要见解

该研究强调了患者特异性iPSC作为研究早期疾病机制的平台的重要性,为个性化医疗铺平了道路。结果强调了早期识别HNF1A突变携带者高胰岛素血症的重要性。高胰岛素血症是一种血液中胰岛素浓度异常高的病症。这会导致血糖水平降低,如果血糖水平过低可能会危及生命。

有了这些知识,HenrikSemb周围的研究人员为进一步研究铺平了道路,以测试在携带HNF1A突变的新生儿中预防高胰岛素血症的治疗(例如饮食或药物)是否会延迟甚至预防MODY3糖尿病的发作。