2013年11月6日

'糖尿病苍蝇'可以加速疾病战斗的研究

在遗传改变的果蝇中的人类露出者4蛋白的标记表明,响应于胰岛素,Glut4从细胞的内部行进到它们捕获葡萄糖的膜。用两种形式的显微镜检查,荧光胶水4细胞照射苍蝇的细胞膜。信贷:乔治亚克里韦特

在一个有可能显着加速糖尿病研究的发现中,马里兰大学的科学家发现,果蝇在细胞水平上响应胰岛素,就像人类一样,使这些常见的,易于培育的昆虫良好的实验室实验良好受试者糖尿病的新治疗方法。

常见的果蝇 果蝇黑胶基 看起来像一个芝麻用翅膀,生产后代的后代,一个月的生活。这些生物以任何明显的方式类似人类,但它们分享了超过六十个遗传密码。和UMD的Leslie Pick和Georgeta Crivat等科学家正在发现这些相似之处控制在这两种物种中的基本生物过程。

果蝇黑胶基 在实验室很容易繁殖,提高和研究,因此它广泛用于研究。遴选委员会昆虫学部主席,进行实验,使用有关果蝇相对简单的基因组的信息来照亮人类的生物过程。她最近的研究侧重于是否 使用激素 人类和其他哺乳动物的方式也是如此。

“我们希望使用我们可用的所有遗传工具,以及我们可以以巨大的数字培育它们,非常快速地培育它们,以建立评估新糖尿病治疗的有效筛查测试,”选择说。

在11月6日发布的新研究中,在同行评审的在线期刊中 普罗斯一体 ,选择和她的共同作者发现了人类用于调节血糖的基本机制 - 糖尿病在糖尿病的过程 - 确实与苍蝇共享。

在人类中,胰岛素控制葡萄糖的生产和运动,燃料哺乳动物细胞的糖的形式。当胰岛素与细胞上的专用胰岛素受体结合时,葡萄糖进入单个细胞的运动。这使得糖转运蛋白称为Glut4从细胞内部移动到其膜,允许葡萄糖流过膜,从血液中移动到细胞中。在糖尿病患者中,这种过程失败了,糖积聚在血液中。在主要类型的糖尿病 - 1型中,其中体不能产生胰岛素,以及2型,其中细胞停止响应胰岛素 - 高血糖水平可引起许多器官。该病是世界上最严重的健康问题之一。

水果苍蝇的系统与人类的不同。葡萄糖不是它们的主要糖,而且他们没有像哺乳动物这样的血液,所以研究人员不确定胰岛素是否在与人类相似的细胞中发挥着作用。但在2009年的实验中,采摘和同事采用基因工程技术禁用五种胰岛素样果蝇基因。

选秀说,由此产​​生的“糖尿病苍蝇”在人类中有许多糖尿病症状。 “他们非常非常小,迟缓;它们减少了身体脂肪和更高水平的循环血糖;他们没有繁殖。”选秀说,试图了解糖尿病的其他研究人员已经对哺乳动物进行了类似的实验,这通常不会在遗传改变中生存。

“苍蝇不罚款,但他们生活,”选择说。这意味着可以使用恒定而不是哺乳动物的糖尿病相关的实验。

可以肯定的是,研究人员需要知道两种物种中的细胞过程是否相同。挑选和她的同事转向了塞缪尔·库尔曼的国家卫生研究院,葡萄糖运输过程的共同发现者涉及人类的Glut4。将其专业知识结合起来,这两项研究团队将Glut4插入果蝇,使用荧光标记标记为Glut4分子。

对于科学家的惊喜,虽然这种蛋白质是外部的果蝇,但它们的细胞与人体细胞响应于胰岛素而言,它们的细胞与细胞膜完全移动到细胞膜。在一个高动力显微镜下,拾取荧光的GLUT4,“您可以实际跟踪其在电池膜上的运动。”

“这很令人惊叹,”选择说。 “我们希望这会发生,但苍蝇和哺乳动物之间存在如此多的差异,我们自己是持怀疑态度的。”

研究人员的下一步是找到填充Glut4在果蝇中的作用的糖转运蛋白,选择说,并“使用飞行模型来看看我们是否可以筛选促进糖吸收,单独或与胰岛素一起使用的化合物,更有效地治疗糖尿病。“

更多信息: Georgette Crivat,Vladimir A. Lizunov,Caroline R. Li,Karin Stenkula,Josua Zimmerberg,Samuel W. Cushman和Leslie Pick,“胰岛素刺激了人类Gliut4的易位,在Transgenic Drosophila Melanogaster的脂肪体中易迁移,”出版 普罗斯一体 2013年11月6日。 dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0077953

信息信息: 普罗斯一体

Provided by 马里兰大学

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