Новое исследование Университета Айовы показывает, что еще одна биологическая контрольная точка, известная как митохондриальный переносчик пирувата (MPC), имеет решающее значение для контроля производства глюкозы в печени и потенциально может стать новой мишенью для лекарств для лечения диабета.
Исследование, проведенное Эриком Тейлором, доктором философии, доцентом кафедры биохимии, опубликовано в сентябре.
3 в журнале Cell Metabolism, показывает, что отключение MPC снижает уровень сахара в крови у мышей с диабетом 2 типа.
Глюкоза в основном вырабатывается в печени и требует, чтобы молекулярные строительные блоки проходили через специализированные клеточные компартменты, называемые митохондриями. Митохондрии используют небольшую молекулу, называемую пируватом, в качестве отправной точки для синтеза глюкозы, а пируват импортируется в митохондрии через портал MPC.
Тейлор и его коллеги показали, что отключение ПДК в печени мышей останавливает этот основной путь производства глюкозы.
Однако, поскольку глюкоза является критически важным топливом для клеток, существуют «резервные» механизмы. Когда MPC был отключен в печени мышей, был активирован другой механизм производства глюкозы, чтобы компенсировать. Этот альтернативный механизм использует молекулы из белка в качестве строительных блоков для глюкозы.
«По сути, мы обнаружили, что нарушение ПДК делает печень менее эффективной в производстве глюкозы, и в результате печень сжигает больше жира для получения энергии, производит меньше холестерина и производит меньше глюкозы в моделях диабета», – объясняет Тейлор. , который также является членом Исследовательского центра диабета Братского Ордена Орлов в UI. "Это общее изменение метаболизма соответствует результатам, которые были бы терапевтически желательны для людей с диабетом."
Новое исследование основано на более ранней работе группы Тейлора и других, которые идентифицировали гены MPC. В новом исследовании исследователи UI используют эту генетическую информацию, чтобы специально нарушить активность MPC на животных моделях.
Они обнаружили, что нарушение ПДК у нормальных мышей не вызывает низкого уровня сахара в крови или гипогликемии, что было бы важно для безопасности любого нового лечения, нацеленного на ПДК. Однако на мышиных моделях диабета 2 типа потеря активности ПДК в печени снижает высокий уровень сахара в крови и улучшает толерантность к глюкозе. Исследование также предполагает, что активность MPC способствует избыточному производству глюкозы и высокому уровню сахара в крови при диабете 2 типа.
Терапевтический потенциал нацеливания на производство глюкозы в печени подтверждается тем фактом, что метформин, наиболее широко используемый и основной препарат для лечения диабета 2 типа, также снижает синтез глюкозы в печени, нарушая метаболизм митохондрий, хотя точные механизмы, лежащие в основе действия этого препарата о митохондриях спорны.
Однако Тейлор предупреждает, что потребуются дополнительные исследования, чтобы определить, может ли ингибирование активности MPC быть безопасным подходом для лечения людей, особенно у людей с высоким уровнем физического стресса или с другими медицинскими осложнениями.
Команда планирует расширить свои исследования на культивируемые клетки печени человека, чтобы определить, вызывает ли отключение MPC те же метаболические эффекты, что и в исследованиях на мышах, и убедиться, что ингибирование этой контрольной точки не вызывает опасных побочных эффектов.