موتاسیون های انسولین تکوین سلول های بتا را در مدل iPSC مشتق از بیماران مبتلا دیابت نوزادی مختل می کند

تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 25 تیر 1398 | امتیاز: Article Rating

موتاسیون های ژن انسولین دلیل اصلی دیابت نوزادی است. آن ها می توانند منجر به تاخوردگی های نامناسب پروانسولین و احتباس آن در شبکه اندوپلاسمی(ER) شوند. این منجر به استرس شبکه اندوپلاسمی افزایش یافته می شود که نشان دهنده شروع آپوپتوز سلول بتا است. در انسان ها، مکانیسم های دخیل در نارسایی سلول های بتا مشخص نشده است. در این جا ما نشان می دهیم که تاخوردن نامناسب پیش انسولین تکثیر سلول های بتای در حال تکوین را بدون افزایش آپوپتوز مختل می کند. ما سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) مشتق از افراد ناقص موتاسیون های انسولینی(INS) تولید کردیم، رده های تصحیح شده بوسیله CRISPR/Cas9 ایزوژن را مهندسی کردیم و آن ها را به سلول های شبه بتا تمایز دادیم. آنالیزهای توالی یابی RNA‌ تک سلولی، استرس اندوپلاسمی افزایش یافته و تکثیر کاهش یافته ای را در سلول های شبه بتای جهش یافته برای INS در مقایسه با کنترل های تصحیح شده نشان داد. بدنبال پیوند به موش، گرافت های جهش یافته برای INS، ترشح انسولین کاهش یافته و استرس اندوپلاسمی افزایش یافته ای را نشان دادند. اندازه سلولی، پیام رسانی mTORC1 و بیان زیر واحدهای زنجیره تنفسی در سلول های شبه بتای جهش یافته برای INS کاهش یافت در حالی که آپوپتوز هنوز هم در این مراحل افزایش نیافته بود. نتایج ما نشان می دهد که موتاسیون های INS مرتبط به دیابت نوزادی منجر به تکثیر ناقص توده سلول بتا شده و در ایجاد دیابت مشارکت می کند.

Elife. 2018 Nov 9;7. pii: e38519. doi: 10.7554/eLife.38519.

Insulin mutations impair beta-cell development in a patient-derived iPSC model of neonatal diabetes.

Balboa D1, Saarimäki-Vire J1, Borshagovski D2, Survila M2, Lindholm P3, Galli E3, Eurola S1, Ustinov J1, Grym H1, Huopio H4, Partanen J2, Wartiovaara K1,5, Otonkoski T1,6.

Abstract

Insulin gene mutations are a leading cause of neonatal diabetes. They can lead to proinsulin misfolding and its retention in endoplasmic reticulum (ER). This results in increased ER-stress suggested to trigger beta-cell apoptosis. In humans, the mechanisms underlying beta-cell failure remain unclear. Here we show that misfolded proinsulin impairs developing beta-cell proliferation without increasing apoptosis. We generated induced pluripotent stem cells (iPSCs) from people carrying insulin (INS) mutations, engineered isogenic CRISPR-Cas9 mutation-corrected lines and differentiated them to beta-like cells. Single-cell RNA-sequencing analysis showed increased ER-stress and reduced proliferation in INS-mutant beta-like cells compared with corrected controls. Upon transplantation into mice, INS-mutant grafts presented reduced insulin secretion and aggravated ER-stress. Cell size, mTORC1 signaling, and respiratory chain subunits expression were all reduced in INS-mutant beta-like cells, yet apoptosis was not increased at any stage. Our results demonstrate that neonatal diabetes-associated INS-mutations lead to defective beta-cell mass expansion, contributing to diabetes development.

PMID: 30412052
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان