Nat Commun：研究证实CFTR蛋白参与调控胰岛素分泌
2014-07-18 何嫱 生物通
来自香港中文大学、四川大学等处的研究人员证实，在胰岛β细胞中囊性纤维化跨膜转运调节因子（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR）蛋白调控了葡萄糖诱导的电活动和胰岛素分泌。这一研究发现发表在7月15日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。<br> <br>文章的通讯作者是香港中文大学的陈小章（Hsiao Chang Chan）教授。陈小章教授一直从事人类生育相关的上皮细胞生物学研究，曾发表有关控制生育分子机制和不育成因等多个重要研究发现，为此获得过2次国家自然科学奖和2007年***成就奖。<br><br> 糖尿病是由于胰岛素分泌不足（1型糖尿病）或胰岛素耐受（2型糖尿病）所引起的一种慢性代谢性疾病，全球约有300多万人受累于这一疾病。在2型糖尿病中，胰岛素抵抗之外还常伴有胰岛素分泌不足及胰岛β细胞受损。尽管人们通常将胰岛素不足视作是自身免疫损伤β细胞的结果，很高比例糖尿病患者却显示自身抗体阴性，对于这些患者出现
来自香港中文大学、四川大学等处的研究人员证实，在胰岛β细胞中囊性纤维化跨膜转运调节因子（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR）蛋白调控了葡萄糖诱导的电活动和胰岛素分泌。这一研究发现发表在7月15日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。
文章的通讯作者是香港中文大学的陈小章（Hsiao Chang Chan）教授。陈小章教授一直从事人类生育相关的上皮细胞生物学研究，曾发表有关控制生育分子机制和不育成因等多个重要研究发现，为此获得过2次国家自然科学奖和2007年***成就奖。
糖尿病是由于胰岛素分泌不足（1型糖尿病）或胰岛素耐受（2型糖尿病）所引起的一种慢性代谢性疾病，全球约有300多万人受累于这一疾病。在2型糖尿病中，胰岛素抵抗之外还常伴有胰岛素分泌不足及胰岛β细胞受损。尽管人们通常将胰岛素不足视作是自身免疫损伤β细胞的结果，很高比例糖尿病患者却显示自身抗体阴性，对于这些患者出现胰岛素不足的原因仍然不清楚。
CFTR是一种cAMP激活的ATP门控性氯离子通道，属于ABC大家族中的一个成员，CFTR在所有与分泌和吸收有关组织的上皮细胞顶膜上表达。对于跨上皮细胞的盐类运输、液体流动和离子浓度调节等具有重要的决定作用。此外，CFTR还在血管平滑肌上表达，对机体的血压调节具有重要的意义。CFTR蛋白活性与许多病理生理现象密切相关，CFTR功能障碍可导致遗传性疾病囊性纤维化，还与慢性特发性胰腺炎、干眼病等密切相关。CFTR活性过高还可导致多囊肾病、分泌型腹泻等疾病。
囊性纤维化是一种致命的常染色体隐性疾病，主要临床症状为慢性梗阻性肺部病变，其是由于CFTR基因突变所造成。高达50%的成年纤维化患者会形成囊性纤维化相关的糖尿病（CFRD）,且大部分患者显示胰岛素不足。尽管尚不清楚确切的原因， CFTR缺陷导致胰管梗阻，继发胰岛破坏长期以来被视作是潜在的病因。有趣的是，有研究报道胰岛中也有CFTR表达，但对于它在胰岛功能中所起的作用却了解甚少。
在这篇文章中，研究人员证实CFTR是β细胞中葡萄糖依赖性的电活动以及胰岛素分泌的一个调控因子。他们证实，在原代小鼠β细胞或RINm5F β细胞系中抑制CFTR或是利用抑制剂，可以破坏或是减少葡萄糖引发的全细胞电流、膜去极化、电脉冲（动作电位）、Ca2+振荡及胰岛素分泌。相比于野生型小鼠，CFTR突变（DF508）小鼠葡萄糖诱导的电活动和胰岛素分泌也显著减少。利用DF508突变矫正剂VX-809，研究人员成功挽救了DF508 β细胞中的缺陷。
这些研究结果揭示出了CFTR对β细胞中葡萄糖诱导的电活动以及胰岛素分泌起重要作用，为深入了解囊性纤维化相关的糖尿病以及其他一些特发性糖尿病的发病机制指明了新方向，并为这些糖尿病类型提供了一个新型的潜在治疗策略。
陈小章教授简介：
于1983年从美国伊利诺大学香槟分校获得生物工程学理学学士，其后于1988年取得生物物理学哲学博士学位。
毕业后，陈教授于芝加哥大学担任博士后研究员，并于1993年加入香港中文大学任助理教授。2006年，陈教授晋升为生理学讲座教授。陈小章教授出任多个国际学术期刊编辑委员会委员，并为内地超过14所大学及研究机构担任座客教授。另外，陈教授也为多个国际基金会，包括世界卫生组织、美国国家科学基金会、中国国家自然科学基金会及英国、德国、意大利等国的各种基金会，评审研究课题。
陈教授在上皮细胞生物学方面的贡献，为她带来多个重要荣誉，包括国家自然科学奖四等奖（1997）、国家自然科学基金会杰出青年研究奖（2000）、裘槎基金会“优秀科研者奖”（2007-2008），以及“***成就奖”的“生命科学奖”（2007）。
Guo JH1, Chen H1, Ruan YC2, Zhang XL3, Zhang XH1, Fok KL1, Tsang LL1, Yu MK1, Huang WQ1, Sun X1, Chung YW1, Jiang X2, Sohma Y4, Chan HC2.Glucose-induced electrical activities and insulin secretion in pancreatic islet β-cells are modulated by CFTR.Nat Commun. 2014 Jul 15;5:4420. doi: 10.1038/ncomms5420.
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