Cell：重磅！控制细胞定时分裂的蛋白也参与调节血糖水平

2016年7月3日/生物谷BIOON/--在一项新的研究中，来自美国德州大学西南医学中心（UTMC）的研究人员发现在细胞分裂定时控制中发挥着关键作用的蛋白也参与调节血糖水平。相关研究结果于2016年6月30日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Mitotic Checkpoint Regulators Control Insulin Signaling and Metabolic Homeostasis”。

论文通信作者、UTMC药理学教授Hongtao Yu博士说，“胰岛素信号通路的主要框架在几十年来已被人们摸透了，在最近几年并没有发现新的重要的调节物。我们不畏艰难，鉴定出这种重要的细胞信号通路的一种主要的新的调节机制。”

Yu博士说，这项新的研究发现三种与细胞分裂定时控制相关联的“纺锤体检查点（spindle checkpoint）”蛋白---MAD2、BUBR1和p31^comet---在这种新鉴定出的调节胰岛素信号通路的机制中发挥着至关重要的作用。

世界卫生组织估计糖尿病—一种引起重大公共卫生关注的代谢疾病----影响全世界4亿多人。这种疾病破坏人体维持血糖平衡的能力。随时间的推移，高血糖水平能够破坏全身的神经和血管。 有两种主要的糖尿病类型：1型糖尿病，胰腺不能够产生胰岛素；2型糖尿病，人体产生胰岛素，但是不能对高血糖作出反应，这种症状被称作胰岛素耐受性。

人们早就知道胰岛素通过结合位于细胞表面上的胰岛素受体，将细胞外面的信号传送到细胞内部。论文第一作者、Yu实验室研究员Eunhee Choi博士说，这种受体具有两个向胞外延伸的“臂”，而且也有两个“臂”伸入细胞内部。

在正常情形下，在吃饭后，胰岛素便由胰腺中的β细胞分泌出来，结合到整个人体中的胰岛素受体上。这种结合激活这些受体，随后这些受体在细胞内发送摄取或清除血液中的葡萄糖的信号，从而维持血糖（即血液中的葡萄糖）平衡。Yu博士解释道，一旦这些受体完成它们的工作，它们通过一种被称作胞吞（endocytosis）的过程被拉入细胞内，这样新的受体将以一种优雅的准确定时的并且每天重复发生多次的过程占据它们在细胞表面上留下的位置。

他的实验室之前一直在研究另外一种过程---仔细分配染色体中含有的遗传物质的细胞分裂。在此过程中，研究人员碰巧发现细胞分裂和胰岛素信号通路之间存在意想不到的关联。

Yu博士说，“当研究已知调节细胞分裂期间染色体分离的纺锤体检查点蛋白的功能时，我们意料之外地发现这些细胞分裂蛋白也能够参与调节胰岛素受体的胞吞。”

他解释道，他们研究的这三种蛋白在细胞分裂期间染色体分配的准确定时中发挥着至关重要的作用。他说，如果细胞不能够在准确的时间内完成分裂，那么所形成的子细胞将会拥有错误数目的染色体，这种情形被称作非整倍性（aneuploidy），经常在癌细胞中发生。

Yu实验室研究纺锤体检查点蛋白在控制细胞分裂中的作用十多年了。在这项研究中，研究人员研究了肝脏中缺乏p31^comet的小鼠。他们原本期待这将会产生一种潜在的非整倍性模型，但是结果却是，这些小鼠患上糖尿病。

他说，通过进一步研究，他们发现在细胞分裂定时控制中起着关键作用的这三种纺锤体检查点蛋白似乎也通过定时控制影响代谢，特别它们通过影响胰岛素受体的胞吞。肝脏中缺乏p31^comet的小鼠由于过早地发生胞吞，不能够让胰岛素受体保持在细胞表面上。

这些发现可能也对揭示2型糖尿病的分子机理产生影响。Yu博士说，“研究这种因p31^comet缺乏导致的胰岛素受体过早胞吞是否导致2型糖尿病患者产生胰岛素耐受性将是一件很有趣的事。”计划之中的未来研究将探究这种可能性。

原始出处：

Eunhee Choi, Xiangli Zhang, Chao Xing, Hongtao Yu.Mitotic Checkpoint Regulators Control Insulin Signaling and Metabolic Homeostasis.Cell doi:10.1016/j.cell.2016.05.074