根据美国疾病控制和预防中心的数据，在3800万患有糖尿病的美国人中，至少有90%患有2型糖尿病。2型糖尿病会随着时间的推移而发生，其特征是胰腺中产生激素胰岛素的细胞丢失，胰岛素有助于身体管理糖分。
这些细胞产生另一种蛋白质，称为胰岛淀粉样蛋白多肽或IAPP，在许多2型糖尿病患者中发现这种蛋白质聚集在一起。IAPP簇的形成类似于阿尔茨海默病患者大脑中的蛋白质如何粘在一起，最终形成与该疾病相关的特征斑块。
华盛顿大学的研究人员已经证明了IAPP集群与阿尔茨海默氏症集群之间的更多相似之处。该团队此前表明，合成肽可以阻断小的、有毒的阿尔茨海默氏症蛋白簇的形成。现在，在最近发表在《蛋白质科学》上的一篇论文中，研究人员使用类似的肽来阻断IAPP簇的形成。
威斯康星大学新闻采访了共同资深作者、威斯康星大学生物工程教授、威斯康星大学分子工程与科学研究所教员瓦莱丽·达格特（Valerie Daggett），了解有关蛋白质聚集以及这些合成肽如何工作的细节。
阿尔茨海默氏症和 2 型糖尿病是淀粉样蛋白疾病家族的一部分，其特征是蛋白质聚集在一起。发生了什么事情？
瓦莱丽·达格特（Valerie Daggett）：这些淀粉样蛋白疾病有50多种，它们从各自的生物活性良好形式的蛋白质开始。但随后蛋白质开始改变结构并聚集在一起。这些聚合可以是不同的大小。它们可以具有不同的底层结构，并对周围的细胞产生不同的影响。
在这个过程的早期，有较小的集群，它们是有毒的，它们会引发各种问题。这导致了一种非常复杂的疾病，因为许多其他事情都会因这些有毒的集群而出错。随着时间的流逝，这些簇结合在一起形成无毒结构：更长的链，最后形成大的沉积物，如阿尔茨海默氏症斑块。
许多人都知道蛋白质聚集在神经退行性疾病中起作用，例如阿尔茨海默病。你能描述一下这里发生了什么吗？
VD：就阿尔茨海默氏症而言，这些小的有毒蛋白质簇在大脑周围运行，攻击神经元，然后随着时间的推移，我们开始看到症状。当这些簇组合成无毒斑块时，已经有很多损害。它变得类似于试图治疗 4 期癌症。这就是我们想早点进入的原因。
2型糖尿病是怎么回事？
VD：这很相似，只是它发生在胰腺而不是大脑中。在健康人中，胰腺中的细胞（称为β细胞）与胰岛素一起分泌IAPP。IAPP的正常活性形式有助于维持新陈代谢。但是当IAPP改变形状时，它开始形成这些有毒的簇，然后它开始攻击β细胞。这些集群是机会均等的毒素。我们和许多其他人已经证明，你可以把它们放在不同的细胞类型上，它们会杀死细胞。
在本文中，您展示了 IAPP 集群经历了“alpha 表”阶段。这意味着什么，为什么它很重要？
VD：我们研究这些淀粉样蛋白系统已经有很长一段时间了，我们开始看到这种奇怪的蛋白质结构。这就像其他所有蛋白质构建块，称为氨基酸，都有这种曲轴运动。其中一半以错误的方式旋转。
起初我们想：“那一定是一件神器。没有人发现新的结构。但我们已经证明，这种“alpha 表”结构是真实的。我们看到的所有淀粉样蛋白系统中的蛋白质 – 现在包括2型糖尿病在内的14种 – 当它们处于这些小的有毒簇中时，它们会形成这些α折叠结构。在本文之前，没有人在IAPP上看到过这一点。
同样在这篇论文中，您展示了合成肽能够结合和中和有毒的IAPP簇并保持β细胞的活力。这种肽有什么特别之处，它是如何工作的？
VD：以前，我们设计了合成肽来与阿尔茨海默病中的有毒蛋白质簇结合。这里的想法是让这些肽在它们对细胞造成严重破坏之前使这些簇停止使用。我们制造的肽也形成α折叠结构，但它对细胞无毒。它与簇紧密结合，我们目前正在研究簇结合后会发生什么。
在这篇论文中，我们证明了我们的合成肽也对有毒的IAPP簇起作用，这意味着这可能是未来潜在的治疗方法。
2型糖尿病是最普遍的淀粉样蛋白疾病，它影响着全世界五亿人。很多人将2型糖尿病治疗与改变生活方式联系起来，但这并不适合所有人。一种可以帮助最大限度地减少IAPP对胰腺的损害的药物可能真的很有帮助。
这篇论文有两位主要作者：Cheng-Chieh Hsu，他作为威斯康星大学分子工程博士生完成了这项研究，现在在哥伦比亚大学，以及Andrew T. Templin，他作为威斯康星大学医学院的代理医学讲师完成了这项研究，现在在印第安纳大学。这篇论文的其他合著者是威斯康星大学分子工程博士生Tatum Prosswimmer;迪伦·谢伊（Dylan Shea），他作为威斯康星大学分子工程博士生完成了这项研究，现在在Ambit公司工作;Jinzheng Li，作为威斯康星大学生物化学专业的本科生完成了这项研究，现在是西北太平洋健康科学大学的学生;芭芭拉·布鲁克斯-沃雷尔（Barbara Brooks-Worrell），作为威斯康星大学医学院代谢、内分泌学和营养学系的高级研究科学家完成了这项研究，现在在塔科马社区学院工作;以及威斯康星大学医学院医学教授 Steven E. Kahn 博士。
这项研究由美国国立卫生研究院、华盛顿大学研究办公室、威斯康星大学生物工程系、退伍军人事务部、美国糖尿病协会和威斯康星大学玛丽盖茨研究奖学金资助。
有关更多信息，请通过 [email protected] 联系 Daggett。
新闻旨在传播有益信息，英文版原文来自https://www.washington.edu/news/2024/02/29/how-a-potential-treatment-for-alzheimers-disease-could-also-work-for-type-2-diabetes/