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胰腺β细胞分泌微小RNA来调节肝胰岛素敏感性和全身性葡萄糖稳态

在发表于《细胞外囊泡杂志》上的一项新研究中,剑桥大学的张震宇研究组和安东尼奥·维达尔·普伊格研究组报告说,胰腺β细胞分泌miR-29家族成员(miR-29a,miR-29b和miR-29c)响应高水平的游离脂肪酸(FFA)。这些源自β细胞的miR-29s被递送至肝脏,从而促进胰岛素抵抗并增强肝葡萄糖输出。

发现胰岛素后100多年,人们认为胰腺β细胞仅分泌一种激素-胰岛素。胰腺β细胞衍生的胰岛素通过与位于肝脏,骨骼肌,脂肪组织和其他周围器官中的胰岛素受体结合来调节葡萄糖稳态。胰岛素及其受体的发现对于了解控制葡萄糖稳态的机制以及由胰岛素分泌缺陷,信号转导和胰岛素抵抗定义的2型糖尿病的发病机制至关重要。然而,葡萄糖稳态也取决于多个器官的综合协调,相互交谈以有效地控制葡萄糖代谢。对器官之间的串扰的了解仍不完全,这极大地限制了2型糖尿病治疗的合理方法。

张震宇研究小组的先前工作已将细胞外miRNA鉴定为一种新的细胞间通信形式。该小组是第一个报告响应生理或病理状态的miRNA分泌不同以及受体细胞中分泌的miRNA的摄取和功能的小组。在当前的研究中,该小组使用三种独立的动物模型(ob / ob,HFD和禁食的小鼠)表明,病理和生理学水平高的FFA诱导了胰腺β细胞分泌miR-29。与此相关的是,与瘦人相比,肥胖人血浆中的miR-29s增加。为了解决分泌的miR-29s的靶器官和功能作用,他们产生了三种转基因小鼠。第一,胰腺β细胞中过表达miR-29s或可追溯突变miR-29a的小鼠显示,肝脏摄取了β细胞衍生的miR-29s,从而减弱了胰岛素对正常胰岛素的抑制作用,该抑制作用是通过靶向p85α(PI3K的调节亚基) )促进全身性胰岛素抵抗。更重要的是,在以HFD喂养的小鼠中,β细胞中miR-29s的缺乏显着改善了胰岛素敏感性,表明源自β细胞的miR-29s在肝胰岛素抵抗的发生中起着至关重要的作用。

出于以下原因,这项工作必不可少:

这项研究发现了胰岛控制葡萄糖稳态的一种新颖的,意想不到的功能。除了分泌胰岛素外,β细胞还分泌功能性外泌体miRNA,这些miRNA有助于整合的葡萄糖稳态循环,从而大大扩展了我们对胰岛功能的了解。

这项研究还揭示了在2型糖尿病发病机理中肥胖/ FFA诱导的胰岛素抵抗的新机制。肥胖或高水平的FFA不仅会直接影响肝脏,骨骼肌和白色脂肪组织并引起胰岛素抵抗,而且还会调节外源性分泌的miRNA,从而间接导致病理生理。

这项研究首次证明,胰腺β细胞在非常早期就有助于胰岛素抵抗的发展。更重要的是,在ob / ob或DIO小鼠中,在胰岛素抵抗发作之前,分泌的miR-29s增加,这表明分泌的miR-29s可能是引发胰岛素抵抗发展的因素。

这项研究揭示了分泌的miRNA的新功能。

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