نقش NEUROG3 در رشد پانکراس و درمان بیماری قند

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، لوزالمعده انسان سلول های مختلفی دارد که وظایف مهمی را برای کنترل قند خون انجام می دهند. یکی از ژن های سلول های پانکراس، نوروژنین 3 (NEUROG3) نام دارد. جهش آن می تواند منجر به بیماری قند شود. این ژن تنها برای مدت کوتاهی در طول رشد لوزالمعده فعال است، به همین دلیل است که رفتار و پویایی آن به ویژه در زمینه رشد انسان یک رمز و راز باقی مانده است. محققان موسسه زیست شناسی سلولی مولکولی و ژنتیک ماکس پلانک (MPI-CBG) در درسدن، آلمان، و بنیاد Novo Nordisk در دانشگاه کپنهاگ، دانمارک، از روش خاصی برای تماشای فعالیت ژن و پروتئینی که در سلول های پانکراس انسان می سازد، برای درک بهتر ژن استفاده کردند.

محققان روشی را توسعه دادند که می تواند رفتارهای پویای سلول های پانکراس مشاهده شده در فیلم های تصویربرداری زنده را به تمام ژن هایی که آنها بیان می کنند مرتبط کند. این امر به درک بهتر چگونگی رشد سلول های تولیدکننده هورمون پانکراس کمک می کند و می تواند راه را برای تولید بیشتر این سلول ها برای اهداف درمانی، مانند تولید و پیوند این سلول ها به بیماران، هموار کند. سلول های مختلف در لوزالمعده قند خون ما را کنترل می کنند، مانند سلول های بتا که انسولین می سازند. انسولین به کاهش قند خون ما کمک می کند. اگر این سلول ها از کار بیفتند یا بمیرند، ممکن است به بیماری قند مبتلا شویم. هنگامی که بدن ما در حال رشد است، تمام این سلول های خاص از یک نوع سلول در لوزالمعده می آیند که به آن پیش ساز غدد درون ریز پانکراس می گویند. این سلول برای مدت کوتاهی از ژنی به نام NEUROG3 برای انجام وظیفه خود استفاده می کند.

گروه تحقیقاتی Anne Grapin-Botton، مدیر عامل MPI-CBG در درسدن، همراه با همکاران بنیاد Novo Nordisk در دانشگاه کپنهاگ، به دنبال کسب اطلاعات بیشتر در مورد این سلول های خاص در پانکراس هستند که از ژن NEUROG3 استفاده می کنند. تا ببینیم این ژن در تک سلولی چگونه رفتار می کند. اولین نویسنده این مطالعه، توضیح می دهد که از برچسب های ویژه برای دیدن NEUROG3 در این سلول ها استفاده شد و نحوه حرکت آنها را با استفاده از یک روش تصویربرداری زنده طولانی مدت که ویدیوها تولید می کرد، مشاهده کردند. با استفاده از مدل های دوبعدی و سه بعدی مسطح رشد پانکراس انسان، متوجه شدند که سطوح ژن NEUROG3 در سلول های مختلف متفاوت است. برخی از سلول ها مقدار زیادی از این ژن و برخی از آن ها میزان کمی داشتند. با وجود این ناهمگونی، همه سلول هایی که دارای NEUROG3 قابل تشخیص بودند، با کمال تعجب، سلول هایی را تشکیل دادند که هورمون هایی تولید می کنند. نتیجه شگفت انگیز دیگر این بود که NEUROG3 در انسان دو برابر کندتر از موش ها عمل می کند، به این معنی که زمان بیشتری طول می کشد تا این ژن در مقایسه با موش، کار خود را در انسان انجام دهد.

محققان از روش تصویربرداری زنده طولانی مدت برای مشاهده فرآیندی که به طور معمول در رحم مادر پنهان است، استفاده کردند. روشنایی سلول ها به آنها کمک کرد تا فعالیت ژن را با نحوه رفتار سلول ها ترکیب کنند. با استفاده از این روش، تیم تحقیقاتی دریافتند که ژن دیگری به نام KLK12 نقش مهمی در حرکت سلول ها برای شروع تشکیل جزایر لانگرهانس با شروع کار ژن NEUROG3 دارد. آن گراپین باتن، سرپرست این مطالعه، خلاصه می کند که سیستم های کشت سلولی که برای درک اینکه چگونه سلول ها در جنین های انسان اندام ها را تشکیل می دهند، شروع به ثمر دادن است. در مطالعه اخیر، چیزهای بیشتری در مورد چگونگی فعالیت ژن های خاص دریافت شد. نتایج نشان داد که هنگام تولید سلول های غدد درون ریز برای کاربردهای درمانی آینده بر اساس پیوند این سلول ها به بیماران، انعطاف پذیری در کنترل NEUROG3 وجود دارد.