Биологические часы химическая надежда лечения диабета предложений

диабет

Из-за текущей эпидемии ожирения, нарушения обмена веществ, такие как диабет 2 типа стали главной проблемой здравоохранения в США. Газета издала 13 июля в успехе, онлайновая проблема Науки показывает, что биологи из университета Сан-Диего Калифорнии обнаружили химический, названный KL001, обеспечивающий уникальную и новую цель развития препаратов, лечащих нарушения обмена веществ, как диабет 2 типа.Открытие стало неожиданностью, учитывая, что химикат, изолированный биологами, непосредственно не вовлечен в регулирование производства глюкозы в печени.

Вместо этого это влияет на активность ключевого белка, управляющего внутренним механизмом наших биологических часов (циркадный ритм, т.е. ежедневные ночные и дневные действия).Идея, что диабет и ожирение могли быть связаны с циркадным ритмом, не является новой. Было продемонстрировано, что мыши лаборатории с измененными биологическими часами, часто станьте страдающими ожирением и заболейте диабетом. Команда во главе со Стивом Кеем, деканом Подразделения Биологических наук в Сан-Диего UC, обнаружила первую биохимическую связь между биологическими часами и диабетом два года назад, когда он нашел, что cryptochrome, ключевой белок, управляющий биологическими часами млекопитающих, насекомых и заводов также, управляет производством глюкозы в печени и что здоровье диабетических мышей могло быть улучшено путем изменения уровней этого белка.

Кей и его команда теперь обнаружили маленькую молекулу, которая может легко быть развита в лекарственное средство, регулирующее сложные механизмы хронометрирования cryptochrome таким способом, которым это в состоянии подавить производство глюкозы в печени. Люди и другие млекопитающие развили биохимические механизмы, кормящие мозг устойчивой поставкой глюкозы, когда никакая еда не потребляется, во время ночного времени или в течение других времен инертности.Кей объясняет: «В конце ночи наши гормоны сигнализируют, что мы находимся в голодном состояниии.

И в течение дня, когда мы активны, наши биологические часы закрывают те быстрые сигналы, говорящие нашей печени делать больше глюкозы, потому что именно тогда мы едим».Диабет является нарушением обмена веществ, вызванным посредством накопления глюкозы в пределах крови.

Болезнь может привести к почечной недостаточности, слепоте, болезни сердца и инсульту. Существует две формы диабета, диабета 1 типа, в том, где уровни сахара в крови увеличены из-за деструкции клеток производящего инсулина в поджелудочной железе и диабета 2 типа, составляющего почти 90% всех случаев диабета, в которых уровни сахара в крови увеличены из-за постепенной устойчивости к инсулину из-за ожирения или других проблем.

В 2010 Кей и его команда обнаружили, что cryptochrome оказывает жизненное влияние в контролировании внутренними процессами выбора времени тела, как выбор времени пищевых структур цикла в течение дня и выбор времени голода во время ночного времени, чтобы поддержать устойчивую поставку глюкозы в кровотоке. Другие недавние исследования нашли, что cryptochrome может также потенциально уменьшить высокий кровяной сахар, вызванный лечением астмы путем наладки времени, в которое приняты лекарства. Кей прокомментировал: «Мы нашли, что, если мы увеличили cryptochrome уровни генетически в печени, мы могли бы ингибировать производство глюкозы печенью».В их последнем исследовании Кей и его команда обнаружили намного меньшую молекулу, названную «KL001» в честь первого такой состав, идентифицированный Kay Lab, которая может также управлять этой активностью.

KL001 в состоянии замедлить биологические часы путем стабилизации cryptochrome белка, означания, что это в основном препятствует тому, чтобы crypotochrome был послан в протеасомы, клеточный мусорный бак.Открытие KL001s произошло как полная неожиданность во время параллельного усилия идентифицировать молекулы, удлиняющие биологические часы.Тсуиоши Хирота, постдокторант в лаборатории Кея обнаружил состав, названный ‘longdaysin’ 2 года назад, имевшим до сих пор самый большой эффект на биологические часы путем удлинения ежедневного циркадного ритма клеток человека на более чем 10 часов.

Хирота в настоящее время продолжает свое исследование, чтобы найти больше химикатов, удлиняющих или замедливших биологические часы, чтобы обеспечить больше понимания запутанных химических и генетических работ циркадного ритма. Хирота и его коллеги лаборатории Кея обнаружили KL001 путем скрытия тысяч составов из химической библиотеки с клетками человека в отдельных лунках на микротитровальном планшете, имевших ген люциферазы от светлячков, приложенных к к машинному оборудованию биологических часов, испустившему жар каждый раз, когда биологические часы были активированы. Кроме обнаружения KL001, биологи также обнаружили много других составов во время этого процесса.

Кей прокомментировал:«Мы нашли другие составы, как longdaysin замедлившие биологические часы. Но в отличие от longdaysin, эти составы не ингибировали протеинкиназы, которые longdaysin ингибирует так, мы знали, что этот состав должен работать по-другому. То, что мы должны были знать, было тем, с чем взаимодействует этот состав? И мы были абсолютно ошеломлены, когда мы обнаружили, что то, что связывало наиболее специфично с нашим составом, KL001, было белком часов cryptochrome, что наша лаборатория продолжала работать на заводах, мухах и млекопитающих в течение прошлых 20 лет».

Команда сотрудничала с биологическими химиками в лаборатории Питера Шульца в Научно-исследовательском институте Scripps, чтобы характеризовать состав и получить лучшее химическое понимание его аффекта на cryptochrome, чтобы удлинить биологические часы.Кей объяснил: «Те биохимические исследования показали нам, что KL001 препятствует тому, чтобы cryptochrome был ухудшен системой протеасомы, которая была другим большим удивлением. Это по существу вмешивается в сигнал послать cryptochrome в мусорный бак».Команда также сотрудничала с Франком Дойлом и его командой Санта-Барбары UC, чтобы получить лучшее понимание механизма, в котором KL001 работает с cryptochrome в регулировании биологических часов.

Кей прокомментировал: «Они построили красивую математическую модель роли cryptochrome в часах. Та модель была важна в разрешении нам понять действие состава, потому что биологические часы являются очень осложненными. Это походит на открытие задней части Rolex и наблюдения сотен крошечных небольших винтиков, тесно интегрирующихся».При помощи этой математической модели исследователи смогли предсказать, что добавление KL001 к клеткам печени мыши должно стабилизировать cryptochrome и что выше cryptochrome уровень остановил бы выработку ферментов печени, стимулирующих процесс глюконеогенеза, т.е. производство глюкозы во время голода.

Их прогнозы были подтверждены посредством экспериментов, проводимых в сочетании с лабораторией Дэвида Бреннера. Бреннер является деканом Медицинской школы Сан-Диего UC и Вице-канцлером для Медицинских наук.Кей заявляет:«В клетках печени мыши мы показали, что KL001 запретил экспрессию гена для глюконеогенеза, вызванного, когда подвергнуто гормонального глюкагона, вызывающего производство глюкозы печенью.

Это – гормон, который все мы производим в голодных состоянииях. И наш состав, в иждивенце дозы путь, ингибирует печеночный глюконеогенез, фактическое производство глюкозы теми клетками печени».

Кей завершает высказывание, что их следующий шаг будет пытаться понять работы KL001 и подобных молекул, влияющих на функцию cryptochrome в живущих системах как лабораторные мыши. Они также планируют заняться расследованиями, как составы как они влияют на другие процессы кроме печени, которая может связать биологические часы с нарушениями обмена веществ.

Он добавляет: «Как с любым неожиданным открытием это открывает дверь в большее количество возможностей для новой терапии, чем мы можем в настоящее время воображать».


11 комментариев к “Биологические часы химическая надежда лечения диабета предложений”

Оставьте комментарий