一次注射就能阻止糖尿病的发展
在饮食诱导糖尿病(相当于人类的2型糖尿病)小鼠中,单次注射FGF1蛋白就足以使血糖水平恢复到健康水平两天以上。索尔克的科学家们今天发表在《自然》杂志上的这一发现,可能会带来更安全、更有效的新一代糖尿病药物。
研究小组发现,持续使用这种蛋白质进行治疗不仅能控制血糖,还能逆转胰岛素的不敏感性——糖尿病的潜在生理原因。同样令人兴奋的是,这种新开发的治疗方法并没有产生目前大多数糖尿病治疗方法所共有的副作用。
控制血糖是我们社会的一个主要问题,”索尔克基因表达实验室主任、论文通讯作者罗纳德·m·埃文斯(Ronald M. Evans)说。“FGF1提供了一种新的方法,以一种强大和意想不到的方式控制葡萄糖。”
超重和缺乏运动可导致的2型糖尿病在过去几十年里在美国和世界各地急剧上升。据估计,大约有3000万美国人患有这种疾病,血液中葡萄糖的积累是因为产生的含糖胰岛素不足,或者因为细胞对胰岛素产生了抗药性,忽略了吸收糖分的信号。糖尿病是一种慢性疾病,可引起严重的健康问题,目前尚无特效治疗方法。相反,它是通过饮食、锻炼和药物的结合来管理的,并取得了不同程度的成功。
目前市场上的糖尿病药物的目标是通过改变基因的表达水平来降低血液中的葡萄糖水平,从而提高胰岛素水平并逆转胰岛素抵抗。但是像Byetta这样的药物,会增加身体胰岛素的产生,会导致血糖水平下降得太低,导致危及生命的低血糖,以及其他副作用。
埃文斯和他的同事发现一个长期被忽视的生长因子有一个隐藏的功能:它帮助身体对胰岛素做出反应。出乎意料的是,缺乏生长因子FGF1的老鼠在食用高脂肪食物后会迅速患上糖尿病,这一发现表明FGF1在控制血糖水平方面发挥了关键作用。这使得研究人员想知道给糖尿病小鼠提供额外的FGF1是否会影响这种疾病的症状。
Evans的研究小组给患有糖尿病的肥胖老鼠注射了FGF1,以评估这种蛋白质对新陈代谢的潜在影响。研究人员对所发生的事情感到震惊:他们发现,在所有的糖尿病小鼠中,只要服用一剂,血糖水平就会迅速降至正常水平。
“之前许多注射FGF1的研究表明,FGF1对健康小鼠没有影响,”这项新研究的联合通讯作者、资深科学家迈克尔·唐斯(Michael Downes)说。“然而,当我们将其注射到糖尿病小鼠体内时,我们发现葡萄糖有了显著的改善。”
研究人员发现,与治疗糖尿病的药物Actos相比,FGF1疗法有许多优势。Actos的副作用包括体重意外增加、心脏和肝脏出现危险问题等。重要的是,即使在高剂量的情况下,fgf1也不会引发这些副作用或导致葡萄糖水平降至危险的低水平,而这是许多降糖剂的危险因素。相反,这种注射恢复了人体自身自然调节胰岛素和血糖水平的能力,使血糖保持在安全范围内——有效地逆转了糖尿病的核心症状。
“对于FGF1,我们真的没有看到低血糖或其他常见的副作用,”Salk博士后研究员Jae Myoung Suh说,他是Evans实验室的成员,也是这篇新论文的第一作者。“与其他药物相比,FGF1可能导致一种更‘正常’的反应,因为它在体内代谢迅速,并以某些细胞类型为目标。”
FGF1的机制还没有完全被理解,胰岛素抵抗的机制也没有完全被理解,但是Evans的研究小组发现,这种蛋白质刺激生长的能力与它对葡萄糖的影响无关,这使得这种蛋白质离治疗应用更近了一步。
Evans说:“这项工作产生了许多问题,研究FGF1在糖尿病和新陈代谢中的作用的途径现在已经完全开放了。”确定FGF1与之相互作用的信号通路和受体是他首先要解决的问题之一。他还计划与合作者一起进行FGF1的人体试验,但将这种蛋白质微调成治疗药物需要时间。
他说:“我们希望通过开发新一代只影响葡萄糖而不影响细胞生长的FGF1变异,将其推广到人类。”“如果我们能找到完美的变异,我想我们手上就会有一个非常新的、非常有效的葡萄糖控制工具。”
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