概日時計の乱れと糖尿病患者の脂質変化との直接的な関連性を研究が確立



スイスのジュネーブのチームは、2 型糖尿病における脂質の経時的プロフィールァイルの破壊が膵臓内分泌細胞の膜を硬化させ、その機能を変化させる可能性があることを示しています。

すべての生物と同様に、人間の生理的プロセスは概日リズムの影響を受けます。 ますますバランスの取れていないライフスタイルによる体内時計の乱れは、2 型糖尿病の急増に直接関係しています。 どういうメカニズムで!? スイスのジュネーブ大学 (UNIGE) とジュネーブ大学病院 (HUG) のチームは、ベールの一部を持ち上げています: この障害は、グルコース調節ホルモンを分泌する細胞内の脂質の代謝を混乱させます. 細胞膜にある脂質であるスフィンゴ脂質とリン脂質は、特に影響を受けるようです。 この脂質プロフィールァイルの変化は、これらの細胞の膜の剛性につながります。 PLOS Biology 誌に掲載される予定のこれらの結果は、代謝障害における概日リズムの重要性をさらに裏付けるものです。

脂質にはさまざまな細胞機能があります。 細胞膜の主要な構成要素の 1 つとして、それらは細胞が相互に、またその環境と通信するためのシグナル伝達経路に関与しています。 「概日時計の乱れは、体が血糖値を効果的に調節できなくなる2型糖尿病などの代謝性疾患と密接に関連していることは以前から知られていました」と、同部門のチャーナ・ディブナー教授は説明しています。この研究を主導したUNIGE医学部およびHUGの糖尿病センターと同様に、外科および細胞生理学および代謝学の博士号を取得しました。 「脂質が代謝障害において重要な役割を果たしていることも確立されています。しかし、脂質機能に対する概日リズムの影響は不明のままでした。」

ヒト分子時計の複雑な in vitro モデル

ランゲルハンス島は、膵臓にあるさまざまな種類の内分泌細胞のクラスターであり、特に血糖を調節するホルモンであるインスリンとグルカゴンの分泌に関与しています。 脂質が概日リズムによってどのように影響されるかを理解するために、科学者は 2 型糖尿病患者と健康な個人の膵島の 1,000 を超える脂質の振動プロフィールァイルを分析しました。 「私たちが使用した実験計画は特に複雑です」と、Charna Dibner の研究室の研究者であり、この研究の筆頭著者である Volodymyr Petrenko は説明します。 「たとえば、筋肉を研究する場合、1 時間ごとに生検を行うことができます。しかし、この場合のように、心臓、肝臓、膵臓などの内臓に関しては、これはもちろん不可能です。したがって、開発する必要がありました。ヒト膵島を用いた in vitro での分子時計の乱れのモデル。」

生物では、脳の中央時計が外部刺激に応じてすべての臓器の細胞の末梢時計を調整します。 したがって、研究室では、科学者はこの中央時計を人為的に置き換えて、細胞を再同期させました。 「実際、in vitroでは、各細胞は独自のリズムを保持していますが、全体的な調整はありません。しかし、私たちの研究は、内分泌膵臓が実体として機能するために必要な多細胞集団で形成されたリズムがどのように制御されているかを正確に理解することを目的としています。細胞内脂質代謝」と Volodymyr Petrenko は付け加えます。

膜の硬化

2 型糖尿病患者と健康な人の膵島を比較すると、脂質プロフィールァイルが日中に以前に考えられていたよりもはるかに大きく変動することが示されました。 「そして、糖尿病患者と非糖尿病患者の膵島脂質プロフィールァイルが異なるだけでなく、1 日を通して振動する方法も異なります。」

さらに、科学者たちは、リン脂質とスフィンゴ脂質(細胞膜の主成分である脂質の2つのクラス)の時間的プロフィールァイルに特に大きな変化を観察しました。

最近の研究では、これらのリン脂質とスフィンゴ脂質と、2 型糖尿病に典型的なインスリン産生能力の喪失との関連性が示されています。 私たちの研究は同じ方向に進んでいます。時計が乱れた島には、膜を硬くするリン脂質とスフィンゴ脂質が蓄積していることを観察しました。 これは、細胞が環境シグナルを検出し、必要に応じてインスリンを分泌する能力に影響を与える可能性があります.」


Charna Dibner、教授、外科および細胞生理学および代謝部門

さらに、科学者たちは、概日時計を人為的に乱すことにより、健康な膵臓細胞で現象を再現することができました。 研究は、この現象の正確な原因とメカニズムを理解し続けるでしょう。

ライフスタイルの変化を促進しますか!?

この研究は、概日時計の乱れと糖尿病患者に典型的な脂質変化との間の直接的なつながりを初めて確立しました。 これらの基礎研究データは、患者研究の基礎となります。 Charna Dibner の研究チームは現在、2 つの応用研究を行っています。1 つ目は、ジュネーブ大学病院の栄養専門家と協力して、個別化医療の観点から間欠的断食の潜在的な利点を調査し、それぞれの正確な概日プロフィールァイルを考慮に入れています。個人。 2 つ目は、オランダのマーストリヒト大学と共同で、太陽灯の助けを借りて患者を再同期させることを目的としています。

ソース:

ジャーナルの参照:

ペトレンコ、V.、他。 (2022) 2 型糖尿病は、ヒト膵島における脂質代謝と膜流動性の概日オーケストレーションを混乱させます。 PLOS生物学。 doi.org/10.1371/journal.pbio.3001725.



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