來源：生物谷原創(chuàng) 2023-07-09 12:56
來自日本千葉大學等機構的科學家們通過研究解開了GLS2在葡萄糖穩(wěn)態(tài)中的關鍵作用；此前他們通過研究識別出了GLS2能作為p53的靶基因，因此其能作為腫瘤抑制子來發(fā)揮作用。
谷氨酰胺酶2（GLS2，Glutaminase 2）是谷氨酰胺分解的主要調節(jié)因子，GLS2能將谷氨酰胺轉化為谷氨酸，從而在細胞能量產生過程中發(fā)揮作用；GLS2在肝臟中非常豐富，同時其也存在于胰腺β細胞中，然而，GLS2在胰島（胰島中存在α和β細胞）中的作用如何與葡萄糖的代謝相關，目前研究人員尚不清楚。葡萄糖穩(wěn)態(tài)是通過肝臟、胰腺α細胞（能制造胰高血糖素）、胰腺β細胞（能制造胰島素）和相關的器官（比如腸道、骨骼肌和脂肪組織等）之間的精細復雜相互作用來維持的。
近日，一篇發(fā)表在國際雜志Scientific Reports上題為“Pancreatic β-cell glutaminase 2 maintains glucose homeostasis under the condition of hyperglycaemia”的研究報告中，來自日本千葉大學等機構的科學家們通過研究解開了GLS2在葡萄糖穩(wěn)態(tài)中的關鍵作用；此前他們通過研究識別出了GLS2能作為p53的靶基因，因此其能作為腫瘤抑制子來發(fā)揮作用，由于糖尿病和癌癥之間的關系密切，因此研究人員決定進一步分析β細胞特異性的GLS2在葡萄糖穩(wěn)態(tài)中的作用。
文章中，研究人員利用小鼠模型進行研究，在小鼠機體中，GLS2能在胰腺β細胞中被有條件地剔除，從而產生Gls2 CKO小鼠，同時研究者還利用了人類胰腺胰島基因組數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行了相關研究。研究者Suzuki博士說道，此前研究中我們識別出GLS2能作為p53的靶點，p53能指導鐵死亡，且在體內具有一定的腫瘤抑制功能；而且我們還知道，谷氨酸的GLS2代謝產物能調節(jié)葡萄糖刺激的胰島素產生，同時研究者還假設，該酶在胰腺胰島的葡萄糖穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著重要作用；這項研究提供了重要的見解，因為糖尿病和癌癥在其發(fā)病機制中具有共同的分子基礎。
隨后研究人員比較了Gls2敲除（Gls2 CKO）小鼠和對照小鼠（RIP-Cre）機體的葡萄糖穩(wěn)態(tài)；當被喂食高脂肪飲食時，RIP-Cre小鼠的胰腺β細胞中GLS2和p53的表達就會增加，相反，Gls2 CKO小鼠就會出現(xiàn)糖尿病、胰島素耐受和持續(xù)的葡萄糖產生；矛盾之處在于，在Gls2 CKO小鼠機體中，盡管其血糖水平較高，但胰島素的分泌卻會受到抑制且胰高血糖素的分泌會升高，這或許就表明，損傷的GLS2活性就能通過加劇胰島素和胰高血糖素調節(jié)的破壞來驅動糖尿病的發(fā)生。
谷氨酰胺酶2或能調節(jié)機體胰腺β細胞中的葡萄糖代謝水平。
圖片來源：Scientific Reports (2023). DOI:10.1038/s41598-023-34336-z
此外，研究人員還在單獨的實驗中進行了相關研究結果的驗證，在這些實驗中，GLS2會在來自小鼠細胞系所產生的胰腺β細胞中被沉默，這樣胰島素的分泌就會再次減少。此外，來自糖尿病供體機體的人類胰腺胰島細胞基因表達數(shù)據(jù)揭示了GLS2表達水平的增加；最后，與Gls2敲除小鼠數(shù)據(jù)一致的是，來自糖尿病供體胰腺β細胞中GLS2的下調或與其機體中胰島素的抑制和胰高血糖素基因表達的增強之間存在矛盾相關性。本文研究結果表明，胰腺β細胞GLS2在高血糖狀態(tài)下復雜地參與到了調節(jié)機體葡萄糖的水平過程中去，但這項研究有沒有長期的治療應用呢？
的確，相關研究結果強調，開發(fā)量身定做的糖尿病療法必須結合患者機體的遺傳信息以及其多項數(shù)據(jù)信息，包括機體血糖水平、代謝狀態(tài)、年齡、糖尿病病程和家族史等數(shù)據(jù)。Suzuki博士總結道，我們需要深入研究解析GLS2調節(jié)的葡萄糖代謝機制，攜帶GLS2功能缺失基因改變的患者本身就可能會發(fā)展為糖尿病，未來，GLS2甚至有可能會作為遭受讓人衰弱疾病患者的潛在治療靶點。
盡管β細胞特異性的GLS2調節(jié)胰島素和胰高血糖素背后的確切機制有待進一步研究探明，但本文研究結果表明，胰腺β細胞中的GSL2在高血糖狀態(tài)下能維持機體的葡萄糖穩(wěn)態(tài)。（生物谷Bioon.com）
原始出處：
Hanna Deguchi-Horiuchi，Sawako Suzuki，Eun Young Lee, et al. Pancreatic β-cell glutaminase 2 maintains glucose homeostasis under the condition of hyperglycaemia, Scientific Reports (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-34336-z
