Science驚人新聞：糖尿病能像瘋牛病一樣傳播？

朊蛋白產生的纏結能導致致命的腦部疾病。圖片來源：Science

朊病毒不是病毒，而是一種感染性蛋白質，它能夠像傳染性病原體一樣傳播並引發致命的疾病，如瘋牛病。一項新研究表明，與糖尿病有關一種蛋白質與這些朊病毒有一些相似之處。僅僅通過將這種蛋白注射到動物體內，研究人員就能將糖尿病從一隻小鼠轉移到另一隻老鼠。這項結果並不表示糖尿病是像感冒一樣的傳染病，但是輸血，甚至食物，都可能傳播糖尿病。該研究發表在The Journal of Experimental Medicine期刊上。

來自凱斯西儲大學的朊病毒生物學家Witold Surewicz說，這項工作 「非常令人興奮」並「有理有據地」證明糖尿病相關蛋白質具有類似朊病毒的性質。然而，他警告不要將這個結論直接等同於糖尿病能夠在人類間傳播。Witold Surewicz表示這項研究提出了這種可能性，但「仍有待確定」。

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糖尿病患者中也存在澱粉樣多肽的聚集

朊病毒是錯誤摺疊的蛋白質，它可以誘導正常摺疊的同類蛋白質發生錯誤摺疊。當這種轉化發生在大腦中時，錯誤的蛋白質聚集在細胞內並殺死它們。雖然朊病毒疾病在人群中很少見，但它們與一些常見疾病有很多相似之處。比如，在阿爾茨海默病中，β澱粉樣蛋白在大腦中沉積。另外的兩種神經退行性疾病，帕金森病和亨廷頓疾病，也存在聚集體或錯誤摺疊的蛋白質斑塊。

乍一看，2型糖尿病似乎與朊病毒或神經退行性疾病沒有任何關係。但是在患有這類糖尿病的人中，胰腺細胞內聚集一種名為胰島澱粉樣多肽（IAPP）的蛋白質，其與在阿爾茨海默病中的β澱粉樣蛋白非常相似。蛋白質沉積物可能最終殺死生產胰島素的胰島β細胞。

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胰臟IAPP誘導內源性IAPP沉積

在這項新研究中，得克薩斯大學休斯頓健康科學中心麥戈文醫學院的神經生物學家和生物化學家Claudio Soto及其同事檢測了單獨的IAPP是否可以在小鼠中引起糖尿病。研究人員培養來自健康人和表達大量人源IAPP的年輕轉基因小鼠的胰腺細胞。當他們加入來自已患糖尿病的老年轉基因小鼠的胰臟勻漿時，培養的細胞中逐漸出現IAPP聚集。當細胞暴露於實驗室合成的IAPP纏結中時，這些聚集也會出現。

老年轉基因小鼠（Tg-hIAPP）胰臟勻漿誘導來自轉基因小鼠和健康人類的胰島細胞產生IAPP沉積（Thioflavin熒光染色）。圖片來源：The Journal of Experimental Medicine

接下來，Soto和他的團隊驗證了他們是否可以在活體小鼠中誘導IAPP聚集。大量表達人源IAPP的年輕轉基因小鼠通常是健康的，但是當研究人員向它們注入合成的IAPP或者來自糖尿病小鼠的胰腺勻漿時，這些小鼠的胰腺中會形成IAPP聚集。與朊蛋白一樣，一點點錯誤摺疊的IAPP就像種子一樣刺激新的異常蛋白聚集生長。

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IAPP聚集體誘導小鼠產生糖尿病癥狀

研究人員隨後觀察了誘導小鼠IAPP聚集是否能引發2型糖尿病的癥狀。答案是肯定的。受影響的小鼠血糖濃度高於對照小鼠。而且像糖尿病患者一樣，這些小鼠葡萄糖耐量異常。更令人震驚的是，它們的胰腺β細胞大量死亡。

老年轉基因小鼠（Tg-hIAPP）胰臟勻漿誘導小鼠產生2型糖尿病癥狀。圖片來源：The Journal of Experimental Medicine

「僅僅通過注射這些蛋白聚集體我們就可以完全誘導出糖尿病。」 Soto說。但他也補充道，這一結果並不意味著糖尿病可以通過人與人的日常互動傳播。 「這並不像流感。」但是研究人員計劃驗證糖尿病是否能通過傳統的朊病毒傳播途徑，如輸血或器官移植來傳播。Soto說，人們也可能接觸到食物中潛在的糖尿病誘發因素，例如，食用胰腺中出現IAPP聚集體的動物的肉。

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參考資料：1）Induction of IAPP amyloid deposition and associated diabetic abnormalities by a prion-like mechanism

2）Could diabetes spread like mad cow disease?

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