转录激活因子6：潜在的抗2 型糖尿病药物新靶点

真核细胞中的内质网是蛋白质合成、翻译和转运的场所,当内质网稳态被打破,出现蛋白质折叠障碍或错误折叠,并导致蛋白质过度积累时,便会引发内质网应激反应,即未折叠蛋白反应。大量的研究表明,内质网应激与2 型糖尿病的病理特征有一定的关系,而转录激活因子6 通路作为未折叠蛋白反应中3 条信号通路之一,调控着蛋白质的重折叠过程,对缓解内质网应激以及在糖脂代谢和胰岛素敏感性方面起着重要作用。简介内质网应激反应及相关信号通路和转录激活因子6,着重综述转录激活因子6 在肝脏糖脂代谢和胰岛素抵抗中的作用及相应机制,探讨其成为抗2 型糖尿病药物新靶点的可能性,为抗2 型糖尿病药物的研发提供新思路。     

小分子化合物在诱导干细胞分化为胰岛素分泌细胞中的研究进展

干细胞具有多向分化潜能,可以被小分子化合物诱导分化为胰岛素分泌细胞,进而移植到体内代替受损的胰岛β细胞,从根本上治愈糖尿病。小分子化合物种类繁多,具有无免疫原性、可控性强等优点,因此,利用小分子化合物诱导干细胞分化为胰岛素分泌细胞来治疗糖尿病是将来比较有前景的治疗方案。该综述主要分类概述了化学诱导法中经常使用的小分子化合物及其在相应阶段发挥的作用。     

内质网应激与肝脏胰岛素抵抗

肝脏是机体物质代谢的中心,也是胰岛素作用的重要靶器官。肝脏胰岛素抵抗会影响糖脂代谢,机体出现血糖升高、肝内脂质沉积等症状,从而进一步加重胰岛素抵抗,二者形成恶性循环。内质网是蛋白质合成、折叠、加工及其质量监控的重要场所,广泛分布于真核细胞中。当机体出现生理性应激(如蛋白质分泌量增加)或病理性应激(如内质网中存在大量无法正确折叠的突变蛋白质)时,会导致蛋白质折叠需求与内质网蛋白质折叠能力之间的不平衡,从而引起内质网应激。内质网应激与肝脏胰岛素抵抗密切相关。近年来,大量研究发现,内质网应激不仅能直接破坏胰岛素信号传导通路,还可以通过多种方式作用于靶组织进一步促进胰岛素抵抗(尤其在肝脏)。     

1型糖尿病治疗方法的回顾与展望

1型糖尿病是由包括病毒感染、药物接触及自身免疫在内的各种原因导致的胰岛β细胞凋亡所引起的,主要表现为由血清中胰岛素的绝对缺乏引起的高血糖。在过去数十年中,外源补充胰岛素一直是1型糖尿病的最主要治疗方法。随着人们对1型糖尿病机制的深入了解及生命科学相关技术的发展,科研工作者及临床医生开始探索治疗1型糖尿病的新方法,其中包括将分泌胰岛素的外源胰岛或干细胞移植入体内。或将胰岛素基因直接导入体内,合成并分泌体内缺乏的胰岛素等。本文对胰岛移植、干细胞和基因疗法用于治疗1型糖尿病的主要方式做一简要回顾与综述,并重点讨论近年来的研究进展及其临床应用的可行性。     

小分子葡萄糖激酶激动剂

2 型糖尿病作为一种慢性代谢疾病,目前尚无理想的治疗药物。葡萄糖激酶能够迅速将葡萄糖磷酸化,在降低促使胰岛β 细胞释放胰岛素的葡萄糖调定点、调控肝葡萄糖代谢这2 个方面发挥着重要作用。小分子葡萄糖激酶激动剂因在降血糖方面的作用而有望成为新一代治疗2 型糖尿病的药物。以葡萄糖激酶为靶点的小分子化合物陆续进入临床试验阶段,但尚无相关药物获准上市。对近几年报道的小分子葡萄糖激酶激动剂进行综述。     

基因治疗糖尿病的研究进展

随着基因转移技术的进步,引导了在分子水平研究替代正常胰岛素释放功能的方法,葡萄糖刺激胰岛素分泌的β细胞系和非β细胞系的构建已有一定的进步,胰岛素基因直接转染给动物体内可以控制血糖.因此,细胞工程和基因疗法必将会为糖尿病治疗开拓广阔的前景.     

细胞内质网应激与糖脂代谢紊乱的机制关联

在真核细胞中,内质网是蛋白质合成、折叠、加工及其质量监控的重要场所。当内质网难以承担蛋白折叠的高负荷时则引发内质网应激(ER stress),激活细胞的未折叠蛋白响应(unfoldedprotein response,UPR)。细胞通过内质网跨膜蛋白ATF6、PERK和IRE1介导的三条极为关键的UPR信号通路,调控下游相关基因的表达,以增强内质网对蛋白折叠的处理能力。因此,UPR通路在细胞的稳态平衡中具有举足轻重的作用,而这一动态过程的调控对于维持机体的正常生理功能至关重要。近来大量研究表明,在哺乳动物中内质网应激与机体的营养感应和糖脂代谢的调控过程密切相关。在肝脏、脂肪、胰岛以及下丘脑等不同的组织器官中,内质网应激均影响代谢通路的调节机制,因此在糖脂代谢紊乱的发生发展中扮演重要的角色。综上所述,进一步深入了解内质网应激引发代谢异常的生理学机制,可以为肥胖、脂肪肝及2型糖尿病等相关代谢性疾病的防治提供新的潜在药物靶点和重要的理论线索。     

小分子药物靶标寻找方法研究进展

许多微生物的次生代谢物属于小分子活性化合物,在医疗及农业领域发挥着重要的作用。在基因组学、蛋白质组学与生物信息学等技术的推动下,一些新的小分子药物靶标寻找方法应运而生了,这些新的方法主要是基于细胞中基因或蛋白质的表达量、蛋白质的亲和性、稳定性等各种特性进行靶标寻找的。小分子药物靶标寻找方法的发展加快了阐明小分子药物作用机理的历程,也为发现新的靶标资源以便于进一步筛选活性更高的药物提供了技术保障。     

内质网应激与胰岛β细胞凋亡的研究进展

胰岛β细胞具有高度发达的内质网,对内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)非常敏感。多种因素可以打破内质网稳态,引起蛋白质折叠障碍或错误折叠以及Ca2+代谢紊乱,进一步触发内质网应激。适度的内质网应激有利于细胞内环境的恢复,过度的内质网应激可会导致内质网功能受损,诱导胰岛β细胞凋亡,从而介导糖尿病的发生、发展。本文就内质网应激与胰岛β细胞凋亡的研究进展做一综述。     

棕榈酸诱导胰岛β细胞氧化应激和内质网应激的研究进展

2型糖尿病（T2DM）主要由胰岛β细胞的胰岛素分泌缺陷和胰岛素抵抗引起。棕榈酸作为人体内最丰富的游离脂肪酸之一，其体内含量过高易造成脂代谢紊乱，诱导胰岛β细胞功能障碍及胰岛素抵抗。这与T2DM的发生发展密切相关，但具体机制尚未完全明确。棕榈酸诱导胰岛β细胞发生的氧化应激和内质网应激（ERS）是影响胰岛β细胞功能以及破坏胰岛素信号传导的关键应激途径。棕榈酸通过增加线粒体氧化、二酰基甘油-蛋白质激酶C-还原型辅酶Ⅱ途径、改变线粒体呼吸链正常功能和炎症刺激加重氧化应激，通过影响内质网折叠能力、破坏胞内蛋白运输途径、上调未折叠蛋白反应相关转录因子、棕榈酰化、降解羧肽酶E和减少内质网中Ca2+促进ERS，加剧胰岛β细胞功能障碍和凋亡，最终导致T2DM的发生与发展。本文综述了棕榈酸与胰岛β细胞内氧化应激和ERS的关联性，介绍了蛋白激酶R抑制剂、人参皂苷Rg1和三黄汤等具有潜力的中、西医靶向干预药物，为T2DM的临床治疗提供新思路。     

白藜芦醇通过缓解内质网应激治疗小鼠糖尿病

该研究利用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)建立糖尿病小鼠模型,2周后成模,将小鼠随机分为3组:0 μmol白藜芦醇组(DD)、10 μmol白藜芦醇组(DR-10)、100 μmol白藜芦醇组(DR-100),白藜芦醇腹腔注射给药。制作胰腺组织切片,之后进行HE和胰岛素免疫荧光染色,观察胰腺胰岛的体积及形态变化;利用血糖仪检测血糖的变化;qRT-PCR检测胰腺组织中内质网应激相关基因的变化;Western blot检测内质网应激相关蛋白的变化。结果表明,白藜芦醇腹腔注射3周后,模型小鼠的体质量没有发生明显的变化,而DR-10组和DR-100组的血糖水平有所下降,同时胰岛素的分泌量有所增加。通过分析小鼠胰腺组织的HE切片发现,DR-10和DR-100组胰岛中的细胞损伤降低。对小鼠胰腺组织切片进行免疫荧光染色发现,DR-10和DR-100组中分泌胰岛素的细胞数量明显增多。白藜芦醇促进了胰岛素、胰高血糖素、PDX1、C-Myc和Bcl-2基因的表达,降低了Grp78、CHOP以及Caspase 3基因的表达。综上所述,白藜芦醇通过缓解糖尿病模型小鼠胰腺的内质网应激,进而改善糖尿病小鼠的高血糖症状。     

TAT-MafA融合蛋白诱导小肠细胞系IEC-6表达胰岛素

借助蛋白质转导技术,利用胰岛β细胞转录因子MafA诱导小肠细胞系IEC-6表达胰岛素,为糖尿病的治疗提供新的方法。将TAT基因与MafA基因一起插入p32a（＋）载体中,构建TAT—MafA融合蛋白原核表达载体,转化BL21获得表达菌株,经IPTG诱导和Ni柱亲和层析纯化TAT-MafA融合蛋白,用1μM浓度的该融合蛋白孵育IEC-6细胞12h和24h后,分别进行进胞检测和胰岛素表迭检测。实验结果表明,细胞免疫荧光和Western-blot方法检测到经TAT—MafA融合蛋白作用12h后的IEC-6细胞中有该蛋白,并经细胞免疫荧光和RT—PCR的方法检测出TAT—MafA作用24h后的IEC-6细胞中有胰岛素的表达。因此,TAT—MafA融合蛋白可以高效进入小肠细胞系IEC-6细胞,并且进胞后仍保持MafA原有的生物学活性,能启动胰岛素基因的表达,诱导IEC-6成为胰岛素表达细胞。     

《自然-通讯》:胃肠道细胞或可转化为产胰岛素细胞

<正>近日,来自哥伦比亚大学的研究人员通过关闭特殊的单一基因,就可以将人类的胃肠道细胞转化为产胰岛素细胞,这就为开发新型药物来诱导人类机体胃肠道细胞转化为胰岛素生成细胞提供了一定的希望,相关研究刊登于国际杂志Nature Communications上。研究者Domenico Accili博士表示,人们常说开发将一种细胞转变成另外一种细胞的技术需要很长一段时间,目前我们可以通过对单一靶点的操作来得到完整功能的产胰岛素细胞,但我们并没有完全理解这其中所包含的奥秘;大约20年前研究人员就开始研究如何将1型糖尿病患者     

蛋白质组学技术及其在糖尿病研究中的应用

蛋白质组学是以基因编码蛋白质作为研究对象,并依赖高通量、高自动化的技术对其进行大规模分析的一门学科.其研究方法及手段,已用于糖尿病研究领域.对蛋白质组样品提取技术、蛋白质组分离和分析技术(双向电泳、色谱、质谱分析)、生物信息学以及蛋白质组学技术在研究1型糖尿病(T1DM)、2型糖尿病(T2DM)、胰岛素抵抗等的发病机制以及抗糖尿病药物的开发中的应用等进行了综述.     

32例初诊2型糖尿病胰岛素短期强化治疗的临床观察

目的:探讨短期胰岛素强化治疗对改善2型糖尿病患者的胰岛β细胞功能和血糖控制的影响。方法:采用自身前后对照,观察32例初诊2型糖尿病患者接受2周胰岛素强化治疗前后胰岛β细胞对血糖刺激的胰岛素分泌的变化及血糖控制的影响。结果:治疗2周前后患者胰岛素分泌曲线发生显著改善,血糖控制良好。结论:短期强化胰岛素治疗可以快速稳定控制血糖和显著改善胰岛β细胞功能,部分患者甚至不用任何降糖药物,仅通过饮食、运动就可获得良好的血糖水平。     

内脏蛋白质降低胰岛素水平而延长寿命

胰岛素含量低的蛔虫,趋向于活得更长,有一项新研究鉴定了一种蛋白质,其可解释个中缘由.低胰岛素水平加强了该蛋白质在内脏中的活性,从而因避免细胞损伤而能够延长寿命.研究者说,人类与其他哺乳类有一组类似的蛋白质,提示在人中,胰岛素也很可能影响这些蛋白质的活性.该发现可以帮助解释为什么在动物中限制热卡的饮食能延长寿命,以及为什么糖尿病会减少寿命.该蛋白质与胰岛素的关系是引人感兴趣的.然而,我们需要更多的研究才能证明这种蛋白质与胰岛素的关系对于饮食或是糖尿病能起很大作用.科学家自20世纪30年代以来就已知道,给酵母与许多动物品种喂饲严格限制的饮食时,包括喂饲比正常动物低1/3卡路里的饮食,它们比正常动物多活30%～50%.人们经常观察到这种严格限制的饮食可以改善胰岛素的敏感性.胰岛素的敏感性改善后,可引起身体少产生胰岛素.在另一个极端,2型糠尿病人的胰岛素敏感性低,故而需要产生更多的胰岛素来补偿.研究者研究了蛔虫胰岛素如何调节一种称为SKN-1的蛋白质,该蛋白质与解毒酶相结合为一个家庭来清除自由基而保护细胞—在细胞世界中,自由基的破坏作用可以缩短寿命.研究者发现胰岛素降低SKN-1活性,抑制解毒酶,从而使细胞失去较多保护.加入SKN-1额外的基因拷贝来提高SKN-1水平,可延长蛔虫的寿命达30%～50%,研究者在2008年3月21日Cell上作了报道.增加SKN1足以使寿命延长,这个事实是非常重要的研究成果.这是SKN-1确实与寿命有关的证据.去年Nature上发表一项研究表明,蛔虫头脑神经细胞中的SKN 1对于因限制热卡而延长寿命的作用是至关重要的.而新研究表明,内脏蛋白质的变种以不同的方式影响寿命——其中之一为胰岛素的调节控制作用.为什么胰岛素可以缩短动物的寿命,有一个解释,即胰岛素需要一个氧化的化学环境——即与自由基友好共处——以发挥其调节血糖的基本作用.为了消除自由基,解毒酶创建了相对的环境来减少解毒酶.故而,身体很可能以细胞稍微损伤来换取胰岛素作用的改善.哺乳类的SKN1的译本可能给研究者提供新的药靶来试图开发延长寿命的药物.     

PPARγ变异与复杂疾病

过氧化物酶体增殖激活受体γ（PPARγ）是核激素受体超家族成员。PPARγ基因主要表达于脂肪组织,促进脂肪细胞分化,调控多种脂肪细胞分泌的蛋白质因子基因的表达。它也是糖尿病治疗药物噻唑烷二酮类化合物(TZDs)作用的靶分子。PPARγ的常见多态性影响胰腺β细胞功能,导致胰岛素分泌及外周组织对胰岛素敏感性的改变。它与2型糖尿病、肥胖、心血管疾病、癌症的发病风险相关联,阐明PPARγ的作用机制对复杂疾病的诊断、预防和治疗具有重要意义。     

应用平衡透析法分析药物小分子与蛋白质相互作用

蛋白质的相关信息一直是生命科学研究的重点,其中药物小分子与蛋白质的相互作用成为近年来的研究热点。平衡透析法是研究药物小分子与蛋白质相互作用的经典方法,通过该方法可以定量的讨论药物小分子与蛋白质结合的结合数量、结合常数。就平衡透析法用于分析药物小分子与蛋白质的作用方式、作用模型及国内外研究进展进行综述。     

针对SARS冠状病毒重要蛋白的siRNA设计(英文)

NA干涉 (RNAinterference ,RNAi)是一种特异性地导致转录后基因沉默的现象 ,在哺乳动物细胞中小分子干扰RNA双链体 (smallinterferingRNAduplexes ,siRNAduplexes)可以有效地诱导RNAi现象 ,为一些疾病的治疗开辟了新的途径 .针对SARS冠状病毒 (SARScoronavirus ,SARS CoV)中编码 5个主要蛋白质的基因 ,用生物信息学的方法设计了3 48条候选siRNA靶标 .在理论上 ,相应的siRNA双链体能特异地抑制SARS CoV靶基因的表达 ,同时不会影响人体细胞基因的正常表达 ,这为进一步siRNA类药物的实验研究提供了理论基础     

针对SARS冠状病毒重要蛋白的siRNA设计(英)

RNA干涉(RNA interference, RNAi)是一种特异性地导致转录后基因沉默的现象,在哺乳动物细胞中小分子干扰RNA双链体(small interfering RNA duplexes, siRNA duplexes)可以有效地诱导RNAi现象,为一些疾病的治疗开辟了新的途径.针对SARS冠状病毒(SARS coronavirus, SARS-CoV)中编码5个主要蛋白质的基因,用生物信息学的方法设计了348条候选siRNA靶标.在理论上,相应的siRNA双链体能特异地抑制SARS-CoV靶基因的表达,同时不会影响人体细胞基因的正常表达,这为进一步siRNA类药物的实验研究提供了理论基础.