二甲双胍抗糖尿病作用机制研究取得新进展

  在一项新的研究中,加拿大和英国的研究人员发现一线抗2型糖尿病药物二甲双胍可能如何协助细胞更好地摄取和使用葡萄糖。他们的研究可能也解释了二甲双胍在预防包括癌症在内的多种慢性疾病中存在着的其他潜在有益作用。相关研究结果于2018年10月24日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Changes of cell biochemical states are revealed in protein homomeric complex dynamics”。

  为了证实二甲双胍似乎让细胞表现得好像缺乏必需的矿物质铁,这些研究人员使用一种新方法来同时探测细胞中的所有生化过程如何对一种药物的存在作出反应。他们发现二甲双胍对细胞中的铁分布具有全局影响,导致重要的生化过程发生变化。

  让这一发现成为可能的新技术是在论文主要作者、加拿大蒙特利尔大学生物化学教授Stephen Michnick的实验室里开发的。Michnick说,“如果你想知道一种药物或任何其他分子在体内的作用,那么你需要立即研究它在细胞中发生的一切。如今有几种方法能够做到这一点,但我们的称为hdPCA的方法具有执行简单、容易理解、非侵入性和廉价的优点;它几乎可以在任何实验室中完成。”该方法经部署后可快速地预测和确认一种药物如何影响细胞并同时鉴定出当将这种药物引入人体时可能具有的不利因素。

  论文第一作者、蒙特利尔大学生物化学家Bram Stynen补充道,“我们选择使用二甲双胍,主要是因为它是一个有趣的测试用例,没有明确的作用机制。二甲双胍对铁稳态(iron homeostasis)的影响是这项研究的成果之一。人们之前已猜测铁代谢和糖尿病之间存在关联,但是没有人曾证实二甲双胍在活细胞中发挥的特异性抗糖尿病作用与铁稳态相关。”英国弗朗西斯-克里克研究所生物化学家Markus Ralser补充道,“这很有意义---葡萄糖代谢很可能是从铁依赖性化学反应中进化出来的---这种化学关系在进化过程中没有消失。”

  还需要进一步开展细胞和动物研究,来确定二甲双胍的铁缺乏模拟效果对葡萄糖代谢的重要性,以及如何可能更好地利用这种机制来改善糖尿病治疗。

  参考资料:Bram Stynen et al. Changes of cell biochemical states are revealed in protein homomeric complex dynamics. Cell, Published Online: 24 October 2018, doi:10.1016/j.cell.2018.09.050.

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