В недавней публикации, опубликованной в престижном медицинском журнале Diabetes, группа ученых из Стэнфордского университета раскрывает новые механизмы, которые определяют выработку глюкозы печенью (гликогенолиз) в условиях повышенной потребности организма. Это исследование расширяет современное понимание роли специфических генов и белков в динамическом балансе гликемии и может привести к разработке более точных и целенаправленных методов лечения диабета и других эндокринных расстройств.

Уже давно известно, что печень играет ключевую роль в поддержании нормального уровня глюкозы в крови. Во время великого поста, во время голодания или повышенной физической активности, она активно высвобождает глюкозу, запасенную в виде гликогена, а также синтезирует ее заново из других молекул (аминокислот, лактата).

Новое исследование сосредоточено на молекуле CREB1, факторе транскрипции, ответственном за активацию ряда генов, контролирующих глюконеогенез. Ученые обнаружили, что при гипогликемии (низком уровне глюкозы) активация CREB1 в клетках печени стимулирует экспрессию PEPCK (фосфоенолпируваткарбоксикиназы), G6PC (глюкозо-6-фосфатазы) и других генов, ключевых для процессов глюконеогенеза и гликогенолиза.

Достижения этой работы выходят за рамки описания простых механизмов. Ученые выявили механизм обратной связи, при котором активированный CREB1 индуцирует синтез специфических микроРНК (miRNAs) - miR-200 и miR-33a, которые, в свою очередь, подавляют трансляцию гена рецептора инсулина (IR) на уровне мРНК. Такое подавление эффективно снижает чувствительность гепатоцитов к инсулину, что, с одной стороны, предотвращает чрезмерный выброс глюкозы из крови под воздействием инсулина, с другой стороны, создает благоприятные условия для поддержания гипергликемии.

На практике эти результаты имеют важное практическое значение. Известно, что мутации в гене CREB1 связаны с редкой наследственной формой сахарного диабета - синдромом Нери. Новые данные объясняют, на каком генетическом уровне происходят сбои, приводящие к нарушению гликемического баланса и гипергликемии у таких пациентов.

Исследование открывает новые направления в лечении сахарного диабета, фокусируясь на:

  1. Таргетная терапия CREB1: Разработка препаратов, которые модулируют активность CREB1 или взаимодействуют с микроРНК, может помочь восстановить нормальную реакцию печени на инсулин и оптимизировать уровень глюкозы в крови.
  2. Коррекция микроРНК: Модификация экспрессии miR-200 и miR-33a в клетках печени может служить альтернативной стратегией регуляции глюконеогенеза и снижения уровня глюкозы при сахарном диабете.

По мнению исследовательской группы, эта работа значительно расширяет понимание молекулярных механизмов регуляции уровня глюкозы в крови и предоставляет ценный материал для разработки более точных и персонализированных подходов к лечению сахарного диабета и связанных с ним осложнений.