人間の膵臓にあるこの必須遺伝子が糖尿病を治す鍵となる可能性がある

膵臓のベータ細胞は血糖を調節するインスリンを生成します。 すべての哺乳類は生き残るために膵臓ベータ細​​胞を必要とします。 1 型糖尿病では、機能するベータ細胞がほとんどまたはまったくありません。

しかし、この新しい発見は、発達制御がどのように進化するかについての考えに疑問を投げかけます。

これまで、重要な器官や機能の発達に不可欠な遺伝子は、進化を通じて高度に保存されていると考えられていました。これは、魚から人間に至るまで、異なる種間で遺伝経路が同じままであることを意味します。

しかし、その遺伝子は、 ZNF808 ヒト、チンパンジーやゴリラなどの他の類人猿、マカクなどの一部のサルにのみ存在します。

の研究者によって行われた研究 エクセター大学医学部の ケンブリッジ大学 （イギリス）そして ヘルシンキ大学 (フィンランド) は、人間がマウスなどの研究で頻繁に使用される他の動物とどのように異なるかを示し、人間の膵臓を研究することの重要性を強調しています。

「これは、人間や霊長類の器官の発達に不可欠な遺伝子が他の動物には存在しないことについて、私たちが知っている唯一の例です。 霊長類でのみ見られる遺伝子は、脳の大きさなどの霊長類特有の特性を調節すると予想されるが、ZNF808には当てはまらず、代わりにすべての脊椎動物が共有する器官の発達に関与している。 これは、何かがあったに違いないことを示していると私たちは信じています。 高等霊長類の進化的変化 目的を達成するためです」と主著者であるエクセター大学のエリサ・デ・フランコ氏は言う。

検討されている仮説の中で、彼は次のように断言します。 アンドリュー・ハタスリー、進化上の利益は胎児の膵臓にあるということです。 「人間の赤ちゃんは骨盤を通って生まれてくるので、大きくなりすぎて生まれてしまうため、子宮の中に長く留まることができません。早産で生まれ、継続的に栄養を摂らなければ生き延びる必要がない代わりに、より多くの脂肪を持って生まれる必要があります」この脂肪は、胎児の膵臓がより多くのインスリンを生成するときに蓄積されます。 私たちの研究は、人間の胎児は他の動物よりもインスリンに関連した成長が大きいことを示しました。»。

たくさんの異なる

この研究は、糖尿病を理解し、新しい治療法を見つけるために人間の膵臓を研究することの重要性を強調しています。 「動物を使った研究は重要です -ニック・オーエンス- しかし、それは特定の情報しか提供できません。 人間とマウスなどの他の動物との間には、この分野の研究の対象となることが多い根本的な違いがあることがわかっています。 人間の膵臓は、その外観、機能、発達において異なります。

ZNF808 は、同じく進化の観点から最近進化した DNA の特定領域に結合して「非活性化」する、最近進化したタンパク質のファミリーに属しています。 これらの DNA 領域は検討された領域の 1 つでした ジャンクDNA 何十年もの間、大きな目的はありませんでしたが、最近新しいテクノロジーにより、その機能を発見できるようになりました。 この結果は、私たちの DNA のこれらの領域が人類の発達において重要な機能を果たしているということを裏付けています。

彼が強調するように、 マイケル・インボー、ケンブリッジ大学からは、「今回の研究結果は、ZNF808 のような遺伝子が、たとえ進化において比較的「最近」のものであっても、人類の発達において重要な役割を果たしている可能性があることを示しています。 ZNF808 は、私たちのゲノムを制御するタンパク質ファミリーの中で最大であるものの、あまり研究されていないメンバーです。 「私たちのDNAにはZNF808のような遺伝子が数百個あり、その多くは霊長類、さらには人間に特異的であり、私たちの研究結果は、これらが人間の健康においていかに重要な役割を果たしているかを示しています。」

ZNF808がヒトの膵臓の発生に関与していると同定されたのは、エクセター大学の研究者らが世界中から集められた膵臓を持たずに生まれた患者からの遺伝子サンプルを検査し、その全員が膵臓の喪失をもたらす遺伝子変異を持っていることを発見した後のことだった。膵臓。 ZNF808。

その後、パートナーらは実験室で幹細胞を使用して、ZNF808 の喪失の影響を研究しました。 その結果、細胞が膵臓になるか肝臓になるかを「決定」する必要があるヒト発生の初期段階で、ZNF808が重要な役割を果たしていることが示された。

タニア

遺伝子サンプルを共有した人の中には少女もいた タニア・バシール、 12歳。 「私たちは常にその理由を知りたがっていましたが、今ではその理由が分かりました。 私の夢は、いつか科学者たちが幹細胞を遺伝子組み換えして人間の膵臓を成長させ、それをタニアに移植して治癒できる可能性があることです。 それが可能になるかどうかはわかりませんが、この理解が前進するための重要な一歩であることはわかっています」と彼女の父親、イムラン・バシルは言う。

タニア・バシールちゃん（双子2歳）は、5週間早く緊急帝王切開で膵臓を持たずに生まれたとき、体重はわずか1.1kgだった。

「タニアの体重は砂糖一袋とほぼ同じでした。 手のひらに簡単に収まります。 彼らはすぐに彼女が新生児糖尿病を患っていることに気付きましたが、成長も体重も増えていませんでした。 彼女に膵臓がないことが判明するまでに、8週間の調査、検査、スキャンが必要でした」とイムランさんは言う。

タニアは、血糖値を制御するためのインスリンを生成しないことに加えて、脂肪、タンパク質、炭水化物をトリグリセリド、アミノ酸、糖などの小さな分子に分解して腸を通過できるようにする酵素も生成しません。 血流に入ります。 現在、両親のサポートにより、彼女は比較的普通の生活を送っていますが、依然として夜間に特別な経管栄養が必要であり、常にインスリンポンプを使用しています。

10年後、エクセターのチームは、タニアのすべてのDNA遺伝子の配列を決定（全エクソームシークエンシングと呼ばれる技術）することにより、ヒトと一部のヒトにしか存在しない、ヒトの膵臓の発達に重要な遺伝子を特定した。 サルではありますが、他の哺乳類ではそうではありません。

「膵臓を持たずに生まれた人々の貢献が、この発見の基礎となりました。 これらの患者でZNF808遺伝子の変化が発見されなかったら、ZNF808が膵臓の発達に役割を果たしているとは誰も考えなかったでしょう。 私たちの研究の最終的な目標は、この知識を研究室で幹細胞を操作してインスリンを産生できるベータ細胞を生成する能力に変換することです。 「それが1型糖尿病を治す鍵になるかもしれない。我々の発見は、ヒトの膵臓の特徴を理解する上で重要な一歩となる」と彼は強調する。 ティモ・オトンコスキヘルシンキ大学出身。

「私たちの発見は、臓器がどのように発生し機能するかを理解するために、希少疾患を持つ人々のDNAを研究することの重要性を実際に示しています。私たちはタニアとその家族のような人々に非常に感謝しています。彼らなしでは、これは何も不可能でした。」と彼は締めくくった。 エリサ・デ・フランコ。