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基因学方法有助于了解糖尿病患者胰岛素分泌状态

日本研究人员发现,基因对胰岛素(一种功能失调会导致肥胖和糖尿病的激素)的分泌量和速度反应不同。遇到高水平的胰岛素刺激时一些基因可以迅速自我表达 ,而另一些基因则选择与持续低水平的激素更熟悉,从而压抑自己。

胰岛素在调节葡萄糖糖、降低血糖过程中起着重要的作用。身体在任何时候都维持低水平的胰岛素,而其分泌会在饭后达到暂时的峰值,从而创建了血液中循环中胰岛素分泌量的波浪样变化。

该激素也参与新陈代谢,通过调节基因表达影响其他细胞和生物学过程; 但由于饮食和两餐间长期禁食造成的胰岛素分泌量及时态性模式对基因表达或抑制的具体机制还不清楚。

为获取对胰岛素刺激有反应的所有基因,东京大学的研究人员领导的团队提取了代表基因表达时态变化的波浪型模式; 他们用培养的来源于小鼠肝脏恶性肿瘤(FAO细胞)的细胞来进行研究, 在这些细胞内注射胰岛素,并利用RNA序列测定基因表达。

科学家们发现, 278个基因对胰岛素有反应,称它们为胰岛素反应性基因, 或IRGs。从这些基因中,他们发现了参与重要过程,如细胞代谢、细胞生长和细胞分裂的50多个基因。

进一步的实验分析和数学建模表明,基因对胰岛素水平和时态模式的变化反应不同,基因表达随胰岛素刺激增加的IRGs对高剂量反应迅速,而基因表达随胰岛素刺激下降的IRGs对低剂量有反应, 反应速度较慢。

此外,研究人员证实了在大鼠肝脏内IRGs的一个子集的反应, 当注射胰岛素时, 与涉及到的细胞培养的结果吻合。

“我们的研究表明胰岛素的剂量和时态变化是如何控制基因表达的,”合作作者东京大学教授Shinya Kuroda说道。

“我们使用的方法可以应用于所有生物现象,因为可以获得表示时态变化的波状模式“Shinya说。他继续说道:“这种方法的潜在用途之一是设计使用可以控制释放速率的药物疗法有效地治疗如2型糖尿病样的疾病。”


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    基因学方法有助于了解糖尿病患者胰岛素分泌状态

    日本研究人员发现,基因对胰岛素(一种功能失调会导致肥胖和糖尿病的激素)的分泌量和速度反应不同。遇到高水平的胰岛素刺激时一些基因可以迅速自我表达 ,而另一些基因则选择与持续低水平的激素更熟悉,从而压抑自己。

    胰岛素在调节葡萄糖糖、降低血糖过程中起着重要的作用。身体在任何时候都维持低水平的胰岛素,而其分泌会在饭后达到暂时的峰值,从而创建了血液中循环中胰岛素分泌量的波浪样变化。

    该激素也参与新陈代谢,通过调节基因表达影响其他细胞和生物学过程; 但由于饮食和两餐间长期禁食造成的胰岛素分泌量及时态性模式对基因表达或抑制的具体机制还不清楚。

    为获取对胰岛素刺激有反应的所有基因,东京大学的研究人员领导的团队提取了代表基因表达时态变化的波浪型模式; 他们用培养的来源于小鼠肝脏恶性肿瘤(FAO细胞)的细胞来进行研究, 在这些细胞内注射胰岛素,并利用RNA序列测定基因表达。

    科学家们发现, 278个基因对胰岛素有反应,称它们为胰岛素反应性基因, 或IRGs。从这些基因中,他们发现了参与重要过程,如细胞代谢、细胞生长和细胞分裂的50多个基因。

    进一步的实验分析和数学建模表明,基因对胰岛素水平和时态模式的变化反应不同,基因表达随胰岛素刺激增加的IRGs对高剂量反应迅速,而基因表达随胰岛素刺激下降的IRGs对低剂量有反应, 反应速度较慢。

    此外,研究人员证实了在大鼠肝脏内IRGs的一个子集的反应, 当注射胰岛素时, 与涉及到的细胞培养的结果吻合。

    “我们的研究表明胰岛素的剂量和时态变化是如何控制基因表达的,”合作作者东京大学教授Shinya Kuroda说道。

    “我们使用的方法可以应用于所有生物现象,因为可以获得表示时态变化的波状模式“Shinya说。他继续说道:“这种方法的潜在用途之一是设计使用可以控制释放速率的药物疗法有效地治疗如2型糖尿病样的疾病。”