2型糖尿病患者的肌肉功能往往比其他人差。现在,瑞典隆德大学的一个研究小组发现,在2型糖尿病中,一个特定的基因对肌肉干细胞产生新的成熟肌肉细胞的能力非常重要。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。
“在2型糖尿病患者中,肌肉细胞中的VPS39基因活性明显低于其他人,而基因活性较低的干细胞不能形成相同程度的新肌肉细胞。”当肌肉细胞从血液中吸收糖分并形成新的肌肉时,这种基因是很重要的。我们的研究首次将这种基因与2型糖尿病联系起来,”领导这项研究的隆德大学表观遗传学教授Charlotte Ling说。
在2型糖尿病中,产生胰岛素的能力受损,患者长期血糖升高。肌肉从食物中吸收糖分的能力通常较差,2型糖尿病患者的肌肉功能和力量受损。
肌肉由不同性质的纤维混合而成。在人的一生中,肌肉组织有能力形成新的肌纤维。也有未成熟的肌肉干细胞在受伤或运动等情况下被激活。在目前的研究中,研究人员想要调查肌肉干细胞的表观遗传模式是否可以为2型糖尿病患者肌肉功能受损提供答案。
研究包括两组:14名2型糖尿病患者和14名对照组的健康人。各组参与者按年龄、性别和身体质量指数进行匹配。研究人员研究了两组肌肉干细胞的表观遗传变化,在完全相同的条件下,他们还提取了成熟的肌肉细胞并进行了比较。他们总共鉴定了20个基因,其中包括VPS39,这些基因在未成熟肌肉干细胞和成熟肌肉细胞中的表达不同。研究人员还比较了两组细胞分化前后肌肉细胞的表观遗传模式。
“这项研究清楚地表明,肌肉干细胞缺乏VPS39基因的功能,这种基因在2型糖尿病中较低,也缺乏形成新的成熟肌肉细胞的能力。这是因为由于表观遗传机制改变而缺乏VPS39的肌肉干细胞不能像对照组肌肉干细胞那样改变它们的新陈代谢——因此细胞仍然不成熟或分解并死亡,”隆德大学博士后研究员Johanna S?ll Sernevi说。
为了证实这一发现,研究人员还使用了VPS39基因数量减少的小鼠动物模型来模拟这种疾病。随后,这些小鼠的基因表达发生了改变,肌肉组织对血液中糖分的吸收减少,就像患有2型糖尿病的个体一样。
这项综合研究是瑞典、丹麦和德国的研究人员合作进行的,他们相信这些发现为治疗2型糖尿病开辟了新的途径。
“基因组,也就是我们的DNA,是无法改变的,尽管表观遗传学实际上可以改变。有了这一新知识,就有可能改变发生在2型糖尿病中的功能失调的表观遗传学。例如,通过调节蛋白质,刺激或增加VPS39基因的数量,有可能影响肌肉再生和吸收糖的能力,”Charlotte Ling总结道。