科学家成功绘制出糖尿病“地铁地图” 有望帮助开发糖尿病新疗法

2018-09-19 绿谷生物 iScience
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 近日,一项刊登在国际杂志iScience上的研究报告中,来自东京大学的研究人员通过研究开发一种新方法能将多个数据库和大规模实验数据相结合,研究结果发现,高浓度或低浓度的胰岛素能够有效激活不同的细胞信号通路,相关研究或能帮助研究人员开发出更好的方法来帮助理解2型糖尿病发生的原因,同时也能够帮助开发2型糖尿病的新型疗法。

如今研究人员开发出了多种方法能够理解细胞中所有的基因(基因组学)、蛋白质(蛋白质组学)以及代谢物(代谢组学),但并不能同时对上述不同类型的分子(组学)进行深入研究;本文中,研究人员就开发了一种新型的贯串组学(Trans-Omics)技术,其能将所有不同类型的“组学”进行整合,来深入全面地理解细胞中不同分子之间的相互作用。

研究者Shinya Kuroda教授表示,我们的研究结果看似地铁的地图,胰岛素所直接或间接影响的分子都好比是一个站点,但如果不清楚路线的话,这种地图或许并没有什么用处,我们的额方法能将数据库信息及新的实验数据相结合来阐明细胞接收到胰岛素信号后不同的站点(或分子)之间是如何连通的。自从2013年贯串组学出现以来,跨组学研究的方法一直都处于研究领先的地位,这项研究中,研究人员就利用了这一方法来从事糖尿病领域的相关研究。

研究人员非常感兴趣研究细胞如何发送信号来控制内部过程,尤其是这些信号如何在一天中发生改变,胰岛素是一种高度动态的分子,其能够帮助控制机体如何将食物中的糖分转化称为能量,胰岛素的不合适调节就会导致糖尿病发生。研究者Kawata说道,2型糖尿病是一种复杂的疾病,但我们却可以简单地将其理解为机体对胰岛素反应时间模式的损害,文章中我们发现,高浓度和低浓度的胰岛素能够激活不同基因的表达和多种代谢过程,细胞不仅会对胰岛素的存在或缺失产生反应,而且还能够对胰岛素浓度的改变产生反应用来控制机体不同的生物学过程。

目前研究人员正在进行实验来证实利用贯串组学技术对活体小鼠进行研究得到的实验结果,详细地阐明胰岛素如何以及何时激活细胞内多种分子的动态变化机制或许就能够帮助科学家们开发多种有效的胰岛素施用体系来帮助改善糖尿病患者的症状和生活质量。最后研究者表示,一旦他们绘制出了这种大规模的图谱,他们或许就有望鉴别出潜在的糖尿病药物靶点。

原始出处:

Kentaro Kawata, Atsushi Hatano, Katsuyuki Yugi, et al. Trans-omic Analysis Reveals Selective Responses to Induced and Basal Insulin across Signaling, Transcriptional, and Metabolic Networks. iScience, 2018; DOI: 10.1016/j.isci.2018.07.022