Белок, критически важный для секреции инсулина, может быть причастен к развитию диабета

Новое исследование показало, что клеточный белок из семейства, участвующего в развитии нескольких человеческих заболеваний, критически важен для правильной выработки и высвобождения инсулина. Это позволяет предположить, что данный белок может играть роль в развитии диабета.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Cell Metabolism, у мышей, лишённых канала ClC-3 (прохода, позволяющего отрицательно заряженным ионам хлора проходить через клеточные мембраны), уровень циркулирующего инсулина составляет лишь одну пятую от нормы.

Старшие авторы статьи, исследователи Дебора Нельсон и Луис Филипсон из Чикагского университета, полагают, что это открытие может объяснить часть того, что идёт не так при диабете 2-го типа, и помочь врачам выявлять редких пациентов, чей диабет имеет ранее не обнаруженное генетическое происхождение.

Инсулин производят и выделяют специализированные клетки поджелудочной железы — бета-клетки. Сначала клетка синтезирует белок проинсулин, открытый 40 лет назад в Чикагском университете Дональдом Штайнером. Затем он помещается в структуры, называемые секреторными гранулами.

Внутри секреторной гранулы проинсулин химически превращается в инсулин, после чего гранула перемещается к поверхности клетки, где может высвободить инсулин в кровь. Штайнер обнаружил, что превращение проинсулина в инсулин должно происходить в кислой среде, но оставалось неизвестным, как гранулы создают такую среду.

Команда под руководством Людмилы Дерий, научного сотрудника в лаборатории Нельсон, изучала генетически модифицированных мышей (нокаутных), лишённых хлоридного канала ClC-3. В крови таких мышей обнаружился более низкий уровень инсулина. Клеточные измерения показали, что бета-клетки мышей с нокаутом ClC-3 выделяли меньше гранул, а сами гранулы были менее кислыми, чем у нормальных мышей.

Снимки, полученные с помощью мощного электронного микроскопа, позволили исследователям увидеть, что гранулы мышей с нокаутом ClC-3 содержали больше проинсулина, чем гранулы нормальных мышей. Таким образом, отсутствие ClC-3, по-видимому, вызывает резкое замедление превращения проинсулина в инсулин внутри гранул.

Мутация, влияющая на функцию ClC-3 у людей, вполне может быть причиной отдельных редких случаев ювенильного диабета. Однако, хотя другие белки семейства ClC связывают с заболеваниями костей, мышц и почек, ни один случай диабета у человека ещё не был связан с функцией именно этого белка. Поскольку у мышей с нокаутом ClC-3 также наблюдаются эпилептические припадки, пациент с диагнозами эпилепсии и диабета потенциально может иметь необнаруженный дефект в своём канале ClC-3.

Поиску пациентов с этой редкой генетически обусловленной формой диабета могут помочь такие инициативы, как Закон Лилилли в штате Иллинойс, который обязывает врачей сообщать обо всех случаях диагностики диабета у детей младше 12 месяцев. Учёные могут затем проверить этих детей на наличие генетической мутации, что может улучшить лечение.

Мутация канала ClC-3, вероятно, всё равно потребовала бы лечения инсулином, а не пероральными препаратами. Однако наблюдение за функцией ClC-3 у людей может дать представление и о диабете 2-го типа, поскольку нарушение производства и секреции инсулина напоминает клеточные эффекты, наблюдаемые при диабете взрослых.

Больше информации: Исследование "The Granular Chloride Channel ClC-3 Is Permissive for Insulin Secretion" было опубликовано в журнале Cell Metabolism 7 октября.

Источник: University of Chicago