研究人员使用蛋白质组学确定1型糖尿病的新预防策略

一种新发现的蛋白质在1型糖尿病中的重要作用可以延缓糖尿病小鼠的疾病发作，为人们预防和治疗提供了新的靶点。国家实验室和印第安纳大学医学院。由于1型糖尿病是无法治愈的，并且会严重影响终身健康，因此预防是主要的研究目标。

这项新研究的关键是于2020年1月9日在线发表在《细胞代谢》杂志上的一项名为质谱的技术，该技术可以全面检测体内极低水平的蛋白质，但会对健康产生重大影响。

由医生和生物化学家组成的多学科研究团队使用一种新策略来精确定位β细胞中的蛋白质，β细胞是胰岛的一个子集，可对免疫系统的攻击作出反应而增加或减少。β细胞通常调节胰腺的血糖水平。在易患1型糖尿病(以前称为胰岛素依赖性或青少年糖尿病)的人中，这些细胞会被人体自身的免疫系统缓慢破坏。在这里，研究人员专注于胰岛对炎症的反应。

研究人员用人体产生的物质治疗了人类胰岛，并认为其参与了糖尿病的发病过程。他们鉴定出总共11,324种蛋白质，其中387种受到该治疗的影响。在这387个项目中，他们将重点缩小到一个：增长分化因子15(GDF15)。

PNNL的生物医学科学家，该研究的第一作者，作者Ernesto Nakayasu说：“我们想鉴定出可以干预糖尿病疾病过程的蛋白质。”“我们对GDF15产生了兴趣，因为处理后蛋白质水平被抑制了70%。”

GDF15以其对人体不同类型细胞的保护作用而闻名，但从未在胰岛中进行过研究。当研究人员测量糖尿病患者胰腺组织中GDF15的水平时，他们发现该蛋白质已在其有故障的胰岛细胞中耗竭。

但是，关键的证据出现在科学家使用GDF15治疗非肥胖型糖尿病小鼠时，它使糖尿病的发生率降低了53%。非肥胖型糖尿病小鼠是测试1型糖尿病治疗的常用模型，因为它们自发性发展为自身免疫性糖尿病，与人类疾病有许多相似之处。

“我们假设降低GDF15对胰岛生存不是一件好事，确实如此，”研究主要研究人员Raghu Mirmira说。“这项工作为我们打开了一种途径，将我们认为这些'胰岛保护因子'作为预防或逆转1型糖尿病的疗法。”Mirmira直到最近担任印第安纳大学医学院小儿糖尿病教授和糖尿病与代谢疾病中心主任。他现在是芝加哥大学内分泌，糖尿病与代谢科的医学教授。

“这种方法与目前针对免疫系统的想法大不相同。尽管GDF15可能是一种新疗法，但我们鉴定出了其他可能与GDF15协同作用的蛋白质，因此这项工作确实代表了可以挖掘的宝贵信息。新疗法。”

PNNL的首席研究员兼基于质谱的胰岛蛋白质组学专家汤姆·梅斯(Tom Metz)表示同意，并补充说：“这项研究说明了非还原论的综合方法(如蛋白质组学)在复杂系统中发现新信息的作用。如果不进行对人类胰岛的初步综合蛋白质组学分析，将很难发现GDF15对胰岛破坏的保护作用及其延迟1型糖尿病发作的能力。”

研究人员现在正在研究这样的想法，即胰岛中低水平的GDF15可能在某种程度上起着积极作用，促使自身免疫攻击最终杀死了他们。

Mirmira说：“在1型糖尿病领域，这种想法有些违反直觉，但是这种开箱即用的想法可能会导致我们以前从未想到的疗法。”