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eLife:糖尿病研究重大进展!肠道细菌蛋白BefA促进β细胞增殖

时间:2016-12-16 08:42 作者:生物观察
 

 

 


在一项新的研究中,来自美国俄勒冈大学的研究人员说,一种新发现的在斑马鱼肠道中产生的细菌蛋白在幼体发育早期诱导胰腺中产生胰岛素的β细胞发生增殖。相关研究结果发表于2016年12月13日在线发表在eLife期刊上,论文标题为“A conserved bacterial protein induces pancreatic beta cell expansion during zebrafish development”。这项研究潜在地对人类健康产生影响。β细胞是唯一产生胰岛素的细胞,其中胰岛素调节着血糖代谢。胰岛素产生的缺乏与1型糖尿病相关联。论文通信作者、俄勒冈大学生物学家Karen Guillemin说,这项研究证实了大量的细菌和其他的微生物群体---微生物群---在动物体内中发挥的发育作用。理解微生物群如何影响β细胞发育可能最终导致新的诊断、预防和治疗1型糖尿病的方法。利用无菌的斑马鱼作为模型,论文第一作者Jennifer Hampton Hill探究了某些肠道细菌在胰腺中定植是否是发育期间具有稳健数量的β细胞所必需的。她发现在生命的第一周,无菌的斑马鱼并不经历常规培养的斑马鱼经历的相同的β细胞增殖。然而,让这些无菌的斑马鱼接触特定的细菌会恢复β细胞数量到正常水平。这种恢复成为她的研究的基础,并且最终发现一种新的细菌蛋白能够独自地促进β细胞生长。利用无菌的斑马鱼开展研究允许Hampton Hill系统性地筛选能够促进β细胞增殖的肠道细菌。她随后着重关注一种细菌,并且研究了它分泌的蛋白是否具有促进β细胞增殖的活性。这些努力导致她列出一份由163种潜在的蛋白组成的清单。她随后研究了这些之前筛选过的细菌的基因组序列,并且想知道这些潜在的蛋白当中,哪些是促进β细胞增殖的细菌所具有的并且在缺乏这种促增殖活性的细菌中是不存在的。她的策略最终仅发现单个之前从未被研究的候选蛋白。当她获得这种纯化的蛋白,并且将它加入到她的无菌斑马鱼中时,β细胞群体发生增殖,因而让这种蛋白获得它的名字---β细胞增殖因子A。了解BefA的分子身份允许研究人员在其他的细菌基因组中寻找它的序列。他们发现它存在于几种常见的人肠道相关细菌中。当Hampton Hill从人体细菌中纯化出两种相关的蛋白时,它们经证实同样有效地促进斑马鱼中的β细胞增殖。Guillemin说,这项研究的一种意义在于理解支持母乳喂食和避免过量使用抗生素会促进儿童体内的健康微生物组发展的重要性。她说,还需开展进一步的研究来鉴定BefA蛋白影响β细胞发育的机制,以及这种蛋白是否在包括人类在内的其他动物中发挥同样的影响。