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Cell Metab(IF31.373)|棕榈酰化助力糖尿病发病机制研究

发布时间:2024-09-05
超重或肥胖型的人患高血糖的危险取得新增,2型高血糖(T2D)的高血糖是由β細胞模块阻碍物激发的,基本是在胰岛素减少的情况发生发布生的,仅是目前为止尚不明确胰岛素排出的新增是否是会以至于β細胞器官衰竭或利于高血糖程序。菅养剩余以至于安排脂质堆放在T2D中很常见到,而脂肪含量酸棕榈酸酯关卡的提高与高胰岛素血症和β細胞模块阻碍物相关的。

2023年1月6日,武汉轻工大学董桂芳教授与美国华盛顿大学Clay F. Semenkovich教授合作,在Cell Metabolism上发表了题为“Palmitoylation couples insulin hypersecretion with β cell failure in diabetes”的文章。该研究发现人体组织胰岛素的过量生产与棕榈酰化过程相关,并且这种棕榈酰化作用可被酰基蛋白硫酯酶1(APT1)逆转。通过棕榈酰化掩盖血清组发现,Scamp1是定位于胰岛素分泌颗粒的APT1底物,被敲低后会引起胰岛素分泌过多,促进β细胞衰竭,提示棕榈酰化参与糖尿病的发病过程。该研究不仅有助于理解糖尿病发病机制,同时为高风险人群提供了预防或延缓糖尿病的潜在靶点。

英文版一级标题:Palmitoylation couples insulin hypersecretion with β cell failure in diabetes

常常微信标题:棕榈酰化连接糖尿病患者的胰岛素过度分泌和β细胞衰竭

杂志:Cell Metabolism

导致指数:IF=31.373

文章发表时期:2023年1月6日

探究装修材料:人/小鼠胰岛细胞、组织

组学技术水平:棕榈酰化修饰蛋白组

具体实验导致

1.APT1表达方式、活性氧變化及对胰岛素代谢的损害

凭借血糖值高的自身和非血糖值高的自身的特别,设计遇到血糖值高的自身中的APT1 mRNA身高(图1 A)。APT1酶活力的結果信息显示,高糖影响了四个其他的非血糖值高的自身供体胰岛的去棕榈酰化活力,血糖值高的自身β内部APT1酶活力影响(图1 B-C)。凭借对APT1 KD小鼠的设计,遇到APT1的增涨会产生草莓糖刺激到的胰岛素产生身高(图1 G-H)。

图1 人胰岛APT1理解、酶活性氧及APT1的缺陷对胰岛素分泌液的直接影响

(图文再修改,来源于:Dong G, et al., Cell Metab, 2023) 进几步根据对APT1 KO小鼠的学习,发掘16.7 mM萄葡糖多种多样作用时,胰岛素代谢加入(图2 A);gif动态萄葡糖多种多样作用实验室现示,敲除组胰岛素双相移除加入(2 B、C)。

图2 APT1常见问题小鼠转移的胰岛可增强草莓糖有趣的胰岛素分泌量

(图像再编,原自:Dong G, et al., Cell Metab, 2023)

2.Scamp1是APT1的底物,棕榈酰化通病报告突变性体Scamp1的表示可挽回APT1通病报告受到的胰岛素高分秘和鲜香美味诱导性的細胞凋亡

棕榈酰化通过许多参与胰岛素分泌的蛋白介导神经元突触囊泡融合,APT1会影响神经元疾病模型中的功能和细胞内运输,为深入探究APT1及其底物相互作用关系,研究人员进行了棕榈酰化表达淀粉酶组研究。结果显示,从对照组和APT1 KO组胰岛中检测到390个棕榈酰化蛋白(图3 A)。RAC测定显示,与对照细胞相比,APT1 KD细胞中Scamp1棕榈酰化增加(图3 B-C)。当Scamp1被敲除时,葡萄糖依赖性胰岛素分泌增加(图3 D-E)。进一步分析表明,Scamp1的半胱氨酸残基上会发生突变,与野生型Scamp1相比,C132S突变体的棕榈酰化修饰减少(图3 G-H)。

图3 Scamp1是APT1的底物

(图源:Dong G, et al., Cell Metab, 2023) 深入的探讨发掘,C132S Scamp1能够拒绝APT1短缺所致的胰岛素高分秘(图4 B)。提子糖和棕榈酸酯协同使用24h后,APT1 KD生殖血生殖细胞的凋亡率有明显扩大,C132S Scamp1可救治APT1 KD生殖血生殖细胞的凋亡(图4 C-E),认为APT1活性酶优化Scamp1棕榈酰化呈现的工作状态与影响诱导型的生殖血生殖细胞凋亡有关于。

图4 C132S可拯救APT1通病细胞核膜中胰岛素合成过度和营养元素引导的细胞核膜凋亡

(图源:Dong G, et al., Cell Metab, 2023)

3.胰岛特男人APT1遗传基因敲除小鼠和APT1全敲db/db小鼠表面出大量的β肿瘤细胞衰弱

要为知道T2D中β组织衰退的表型,对胰岛特女性朋友APT1人类人类基因敲除小鼠和APT1全敲db/db小鼠来进行探究。高脂饮食健康12周后,有点胰岛特女性朋友APT1人类人类基因敲除小鼠和差表组小鼠,效果造成敲除组造成糖耐量损坏的原因,这与给糖后1分之五钟胰岛素产出和C-肽大大减少有关的信息;从而造成β组织户型面积下跌(图 5)。

图5 胰岛特情人APT1存在可有利于高脂生活诱发的小鼠β人体细胞衰退

(图源:Dong G, et al., Cell Metab, 2023) 对APT1疵点的db/db小鼠做好实验,但是表面,APT1 KO组的糖耐量损伤,而且胰岛素和C-肽的排出减低(图6 A-I);β生殖细胞系使用面积重要减低,并出显凸显的夏黑葡萄糖水不耐受力(图6 J-M)。较好是否Lypla1(编写代码APT1的基因遗传)的小鼠,会发现db/db小鼠胰岛中的Scamp1棕榈酰化层面不低于照表db/+小鼠(图6 N),表面db/db小鼠的β生殖细胞系哀竭或者与清楚Scamp1中棕榈酸盐的技能损伤相关。

图6 APT1缺乏性可催进db/db小鼠的β内部实用功能器官衰竭

(图源:Dong G, et al., Cell Metab, 2023)

工作小结

由此可见所讲,该实验意味着,APT1在猿类胰岛中遭遇调准,APT1由于较弱会造成胰岛素高分沁因而造成β上皮细胞核衰退,其底物是Scamp1,棕榈酰化障碍突变率体Scamp1的表示可追回APT1由于较弱诱发的胰岛素高分沁和营养成分引诱的上皮细胞核凋亡,温馨提示棕榈酰化通过了高血糖的疾患原因体制。该实验模仿了某类方式的猿类2型高血糖的疾患原因体制,为风险较大的性客群供给了可以防止感染或廷迟高血糖的存在靶点。

APT1的影响胰岛素外分泌

(图源:Dong G, et al., Cell Metab, 2023)

拜谱个人心得体会

棕榈酰化是决定性的脂质化遮盖状态,正常会发生在半胱氨酸残基上。棕榈酰化遮盖最决定性的特点是怎强可行驶蛋白酶质与膜的亲和性,若想控制蛋白酶质质的确定与特点。拜谱怪物獨家组学技术设备,不禁会对半胱氨酸残基上的棕榈酰化遮盖进行核查方法,还会核查方法半胱氨酸残基上的亚硝基化、腐蚀修复遮盖,系统优化遮盖肽段生物富集程序流程,遮盖位点监定总数同比度提升自己,低丰度遮盖位点按量较准,注力病理学机理、疗法靶点等探究。

符合资料:Dong G, Adak S, Spyropoulos G, et al. Palmitoylation couples insulin hypersecretion with β cell failure in diabetes [published online ahead of print, 2023 Jan 6]. Cell Metab. 2023; S1550-4131(22)00549-6. doi:10.1016/j.cmet.2022.12.012.

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