在一項新的研究中，來自美國德州大學西南醫(yī)學中心（UTMC）的研究人員發(fā)現(xiàn)在細胞分裂定時控制中發(fā)揮著關鍵作用的蛋白也參與調節(jié)血糖水平。相關研究結果于2016年6月30日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標題為“Mitotic Checkpoint Regulators Control Insulin Signaling and Metabolic Homeostasis”。

 

論文通信作者、UTMC藥理學教授Hongtao Yu博士說，“胰島素信號通路的主要框架在幾十年來已被人們摸透了，在*近幾年并沒有發(fā)現(xiàn)新的重要的調節(jié)物。我們不畏艱難，鑒定出這種重要的細胞信號通路的一種主要的新的調節(jié)機制。”

 

Yu博士說，這項新的研究發(fā)現(xiàn)三種與細胞分裂定時控制相關聯(lián)的“紡錘體檢查點（spindle checkpoint）”蛋白---MAD2、BUBR1和p31comet---在這種新鑒定出的調節(jié)胰島素信號通路的機制中發(fā)揮著至關重要的作用。

 

世界衛(wèi)生組織估計糖尿病—一種引起重大公共衛(wèi)生關注的代謝**----影響全世界4億多人。這種**破壞人體維持血糖平衡的能力。隨時間的推移，高血糖水平能夠破壞全身的神經(jīng)和血管。 有兩種主要的糖尿病類型：1型糖尿病，胰腺不能夠產(chǎn)生胰島素；2型糖尿病，人體產(chǎn)生胰島素，但是不能對高血糖作出反應，這種癥狀被稱作胰島素耐受性。

 

人們早就知道胰島素通過結合位于細胞表面上的胰島素受體，將細胞外面的信號傳送到細胞內(nèi)部。論文**作者、Yu實驗室研究員Eunhee Choi博士說，這種受體具有兩個向胞外延伸的“臂”，而且也有兩個“臂”伸入細胞內(nèi)部。

 

在正常情形下，在吃飯后，胰島素便由胰腺中的β細胞分泌出來，結合到整個人體中的胰島素受體上。這種結合激活這些受體，隨后這些受體在細胞內(nèi)發(fā)送攝取或**血液中的葡萄糖的信號，從而維持血糖（即血液中的葡萄糖）平衡。Yu博士解釋道，一旦這些受體完成它們的工作，它們通過一種被稱作胞吞（endocytosis）的過程被拉入細胞內(nèi)，這樣新的受體將以一種優(yōu)雅的準確定時的并且每天重復發(fā)生多次的過程占據(jù)它們在細胞表面上留下的位置。

 

他的實驗室之前一直在研究另外一種過程---仔細分配染色體中含有的遺傳物質的細胞分裂。在此過程中，研究人員碰巧發(fā)現(xiàn)細胞分裂和胰島素信號通路之間存在意想不到的關聯(lián)。

 

Yu博士說，“當研究已知調節(jié)細胞分裂期間染色體分離的紡錘體檢查點蛋白的功能時，我們意料之外地發(fā)現(xiàn)這些細胞分裂蛋白也能夠參與調節(jié)胰島素受體的胞吞。”

 

他解釋道，他們研究的這三種蛋白在細胞分裂期間染色體分配的準確定時中發(fā)揮著至關重要的作用。他說，如果細胞不能夠在準確的時間內(nèi)完成分裂，那么所形成的子細胞將會擁有錯誤數(shù)目的染色體，這種情形被稱作非整倍性（aneuploidy），經(jīng)常在癌細胞中發(fā)生。

 

Yu實驗室研究紡錘體檢查點蛋白在控制細胞分裂中的作用十多年了。在這項研究中，研究人員研究了肝臟中缺乏p31comet的小鼠。他們原本期待這將會產(chǎn)生一種潛在的非整倍性模型，但是結果卻是，這些小鼠患上糖尿病。

 

他說，通過進一步研究，他們發(fā)現(xiàn)在細胞分裂定時控制中起著關鍵作用的這三種紡錘體檢查點蛋白似乎也通過定時控制影響代謝，特別它們通過影響胰島素受體的胞吞。肝臟中缺乏p31comet的小鼠由于過早地發(fā)生胞吞，不能夠讓胰島素受體保持在細胞表面上。

 

這些發(fā)現(xiàn)可能也對揭示2型糖尿病的分子機理產(chǎn)生影響。Yu博士說，“研究這種因p31comet缺乏導致的胰島素受體過早胞吞是否導致2型糖尿病患者產(chǎn)生胰島素耐受性將是一件很有趣的事。”計劃之中的未來研究將探究這種可能性。