盲目洞穴魚進化出胰島素抵抗力以防止饑餓
試圖更好地了解和治療2型糖尿病等血糖疾病的研究人員可以尋找棲息在墨西哥洞穴中的奇怪小魚的新線索。根據(jù)哈佛大學遺傳學家領導的一項自然研究,這種肥胖,無眼的洞穴魚具有與遺傳性嚴重糖尿病患者相同的基因突變,并且在進食后經(jīng)歷糖尿病樣血糖激增和崩潰,但它們完全健康。醫(yī)學院。
這一發(fā)現(xiàn)“讓我大吃一驚”,該論文的共同第一作者,HMS Cliff Tabin實驗室的研究生Ariel Aspiras說道。“葡萄糖失調通常會引發(fā)一系列問題,但它并不存在于魚類中。它實際上似乎對它們有益。”
聯(lián)合資深作者尼古拉斯·羅納(Nicolas Rohner)說,這條魚提供了一個新的機會,可以了解動物如何通過可能使人類生病的特性茁壯成長。他是塔賓實驗室的前博士后研究員,現(xiàn)在是Stowers醫(yī)學研究所的助理研究員。密蘇里州堪薩斯城,堪薩斯大學醫(yī)學中心助理教授。
“長頸鹿的血壓很高,所以血液可以長到脖子上,而且海豹的血糖水平極高,但幾乎沒有人會看到這些自然策略,”他說。
共同資深作者塔賓,喬治雅各布和杰奎琳哈澤爾遺傳學教授兼遺傳學系主任說,這項研究“提出了令人興奮的可能性”,即洞穴魚有其他突變可以防止通常對血糖調節(jié)不良的危害。 HMS的遺傳學。
Tabin說,如果存在這種突變,研究它們可以讓科學家們?yōu)槿祟惣膊¢_發(fā)新的干預措施。
“我們不知道研究這些魚是否能直接幫助我們,”Rohner說,“但是進化已經(jīng)嘗試了數(shù)百萬年的基因變異,我認為這比任何我們能想到的更聰明,即使機器學習也是如此我認為看起來很傻。“
無蘇格蘭糖飆升
魚的驚人生理學似乎是對其極端生活條件的適應。
黑色和幾乎完全與外界隔絕,他們的地下住宅一年中的大部分時間都沒有提供食物。這種魚的長期饑餓被春季洪水打斷,這些洪水掃除了蠕蟲和藻類等營養(yǎng)物質。
Tabin及其同事此前透露,洞穴魚與同樣具有貪得無厭食欲的人在同一基因中具有突變。雖然對人體有害,但改變后的基因有助于魚類盡可能地吃,并在充足的時候囤積體內脂肪。研究人員表明,新陳代謝非常緩慢,使得魚能夠在下一次洪水來臨之前依賴這種脂肪。
在這項新的研究中,研究人員四處尋找洞穴魚代謝的其他方面是否異常。他們發(fā)現(xiàn)這些魚也具有胰島素抵抗力:它們的細胞對激素在飯后吸收葡萄糖的呼聲反應不佳。
許多代謝紊亂的標志和2型糖尿病的前兆,人們的胰島素抵抗可導致過度勞累的胰腺,過多的脂肪儲存和慢性高血糖。
實驗表明,洞穴魚的血糖也不斷升高,但似乎不會受到人們的影響,例如神經(jīng)和血管損傷。
“當我們血液中的蛋白質一直浸泡在糖中時,它們的效果不好,因為它們基本上都是糖衣,”共同第一作者,Tabin實驗室的博士后研究員Misty Riddle解釋道。“洞穴魚有高血糖,但沒有糖衣蛋白。他們怎么做?”
目前,Riddle建議的答案可以激發(fā)糖尿病相關組織損傷的治療策略 - 仍然是一個謎。
深入探討
由于洞穴魚不是一種經(jīng)過充分研究的人體新陳代謝模型,因此研究人員必須逐步找出協(xié)議,包括開發(fā)魚類版本的葡萄糖耐量試驗。
他們將三種不同的洞穴魚種群與其表面棲息,代謝正常的表親進行了比較,發(fā)現(xiàn)盡管它們具有胰島素抵抗,但它仍然享有同樣長的生命。
研究人員隨后用表面魚類培育了洞穴魚并研究了數(shù)百種雜交種。他們發(fā)現(xiàn)具有洞穴魚突變的雜種比沒有突變的雜種更重,血糖水平更高。
更進一步,研究人員將洞穴魚突變體移植到斑馬魚中,并證實它有助于胰島素抵抗和體重增加。
科學家們正在尋找形成洞穴魚新陳代謝的其他基因。
一路走來,他們打算向同事們展示這種魚是研究人體新陳代謝的有用工具。“我希望人們對洞穴魚作為一種模型感到興奮,因為他們看到我們可以提供對胰島素抵抗性研究的現(xiàn)象。 ,“阿斯皮拉斯說。
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