۲۸ اوت ۲۰۲۶ - پژوهشگران در مرکز تحقیقات زیستپزشکی پنینگتون در دانشگاه ایالتی لوئیزیانا (LSU)، نقش تازهای را برای ساختارهای بسیار کوچک درونسلولی به نام «پراکسیزوم» شناسایی کردهاند که در محافظت از انسولین و حفظ سلامت و بلوغ سلولهای بتای پانکراس (سازنده انسولین) حیاتی است.
پراکسیزومها ساختارهای کوچکی درون سلولها هستند که به حذف مواد مضر کمک کرده و چربیها را تجزیه میکنند. در مطالعات حیوانی، محققان با مختل کردن عملکرد این ساختارها دریافتند که سه آسیب جدی به سلولهای بتا وارد میشود: افزایش استرس اکسیداتیو (نوعی فرسایش سلولی)، تغییر در ساختار شیمیایی هورمون انسولین، و کاهش شاخصهای بلوغ و عملکرد طبیعی سلول. نکته عجیب اینکه، علیرغم ترشح بیشتر انسولین توسط این حیوانات در واکنش به قند، بدن آنها توانایی کمتری در کنترل قند خون داشت.
این مطالعه که در نشریه JCI Insightمنتشر شده است، به تبیین این موضوع کمک میکند که چگونه اختلالات درونسلولی ممکن است منجر به کاهش تولید انسولین سالم در دیابت شود. این پژوهش با عنوان «کاهش عملکرد پراکسیزومی، ترشح انسولین را افزایش، اکسیداسیون انسولین را تقویت و بلوغ سلولهای بتا را مختل میکند»، به سرپرستی دکتر جیسون کولیر و دکتر سوزان برک از مرکز تحقیقات پنینگتون و با همکاری دانشگاه تنسی، مرکز پزشکی دانشگاه وندربیلت و دانشگاه آلاباما در بیرمنگام انجام شده است.
نگاهی دقیقتر به ماشینآلات سلولی پشتِ پرده تولید انسولین
پراکسیزومها با پردازش چربیها و مدیریت آسیبهای سلولی ناشی از متابولیسم عادی، نقش مهمی در تعادل انرژی و توازن میان گونههای اکسیژن فعال (که عامل آسیب سلولی هستند) و دفاعهای آنتیاکسیدانی بدن ایفا میکنند. سلولهای بتا به ویژه در برابر استرس اکسیداتیو آسیبپذیرند و برای تولید و آزادسازی انسولین به فرآیندهای متابولیک دقیق و هماهنگ وابسته هستند. اگرچه تحقیقات پیشین اهمیت پراکسیزومها را در متابولیسم سلولی ثابت کرده بودند، اما نقش اختصاصی آنها در عملکرد و بلوغ سلولهای بتای پانکراس کمتر شناخته شده بود.
اختلال عملکرد سلولهای بتا شاخص اصلی دیابت نوع ۲ است، اما فرآیندهای سلولی که باعث از دست رفتن توانایی عملکرد طبیعی این سلولها میشوند، هنوز بهطور کامل درک نشدهاند. یافتههای جدید نشان میدهد که اختلال در نحوه پردازش چربیها و مدیریت استرس اکسیداتیو در سلولهای بتا میتواند در این ناکارآمدی نقش داشته باشد.
محققان برای بررسی نقش پراکسیزومها از مدلهای حیوانی دستکاریشده ژنتیکی استفاده کردند که در آنها ژن Pex5(ضروری برای عملکرد طبیعی پراکسیزوم) بهطور اختصاصی در سلولهای پانکراس یا سلولهای بتای انسولینساز حذف شده بود. سپس آنها شاخصهای تحمل گلوکز، ترشح انسولین، استرس اکسیداتیو، متابولیسم و نشانگرهای بلوغ سلول بتا را ارزیابی کردند.
دکتر جیسون کولیر، مدیر آزمایشگاه زیستشناسی جزایر پانکراس و التهاب، میگوید: «سلولهای بتا نسبت به تغییرات محیط متابولیک خود بسیار حساس هستند. یافتههای ما نقش مهم پراکسیزومها را در کمک به سلولهای بتا برای مدیریت یک محیط سالم، محافظت از انسولین در برابر آسیب و حفظ هویت بالغ نشان میدهد. این دستاورد قطعه ای دیگر از پازل درک چگونگی ناکارآمدی سلولهای بتا فراهم کرده و پرسشهای جدیدی را درباره احتمال ارتباط این مسیرها با بیماریهای متابولیک در انسان مطرح میکند.»
ترشح بیشتر انسولین به معنای کنترل بهتر قند خون نیست
حیوانات با عملکرد مختلشده پراکسیزومی در اوایل زندگی دچار مشکل در کنترل قند خون (وضعیت عدم تحمل گلوکز) شدند. با وجود این که تنظیم گلوکز مختل شده بود، حیوانات افزایش ترشح انسولین را نشان دادند. محققان دریافتند که بخشی از انسولین ترشحشده دچار اکسیداسیون شده است؛ به این معنی که پروتئینهای انسولین تغییرات شیمیایی مرتبط با استرس اکسیداتیو را تجربه کردهاند. با استفاده از طیفسنجی جرمی پیشرفته، محققان پروتئینهای انسولین اکسیدهشده و همچنین یک پپتید ناقص مشتق از انسولین را در مدلهای حیوانی با کمبود پراکسیزومی شناسایی کردند. این یافتهها حاکی از آن است که تولید انسولین بیشتر، لزوماً برای حفظ تنظیم قند خون کافی نیست؛ بلکه سلامت پروتئین انسولین و سلامت سلولهای بتای تولیدکننده آن نیز اهمیت حیاتی دارند.
پراکسیزومها همچنین به حفظ هویت سلولهای بتا کمک میکنند
سلولهای بتای سالم دارای ویژگیهای تخصصی هستند که به آنها اجازه میدهد انسولین را بهطور کارآمد تولید و آزاد کنند. محققان دریافتند که نقص عملکرد پراکسیزومی، نشانگرهای مرتبط با این هویتِ سلول بتای بالغ را کاهش میدهد. این امر نشان میدهد که پراکسیزومها نه تنها در محافظت از انسولین در برابر تغییرات اکسیداتیو و تخریب نقش دارند، بلکه به حفظ ویژگیهای تخصصی لازم برای عملکرد طبیعی سلولهای بتا نیز کمک میکنند. این اثرات در مدلهای حیوانی نر و ماده متفاوت بود؛ به طوری که نرها فنوتیپ متابولیک شدیدتری (مانند عدم تحمل گلوکز و ترشح بیشتر انسولین) نشان دادند، در حالی که پاسخ متابولیک در مادهها ملایمتر بود. با این حال، هر دو جنس کاهش بلوغ سلولهای بتا را نشان دادند.
دکتر برک، مدیر آزمایشگاه ایمونوژنتیک، گفت: «این یافتهها بینش جدیدی در مورد رابطه بین متابولیسم سلولی، استرس اکسیداتیو، یکپارچگی انسولین و سلامت سلولهای بتا ارائه میدهد. تحقیقات بیشتری لازم است تا مشخص شود که آیا عملکرد ناقص پراکسیزومها به اختلال عملکرد سلولهای بتا در افراد مبتلا به چاقی، پیشدیابت، دیابت یا سایر بیماریهای متابولیک منجر می شود یا خیر.»
منبع:
https://www.news-medical.net/news/20260828/Study-identifies-role-for-peroxisomes-in-protecting-insulin-and-maintaining-beta-cell-health.aspx