科研人员在大鼠和人类胰岛转录组中发现2型糖尿病前期标志

2型糖尿病（T2D）是复杂、慢性、渐进且无法自愈的疾病。治疗2型糖尿病，是颇有挑战性的难题。

除胰岛素抵御外，胰岛功用衰竭是2型糖尿病的关键特征之一。为了切磋2型糖尿病发病过程中胰岛的病理，中国科学院数学与系统科学研究院李雷课题组开发了一种计算办法，对T2D的动物模子Goto-Kakizaki（GK）和对照模子Wistar（WST）大鼠胰岛的时间序列全基因表达谱以及来自捐献者的人类胰岛的全基因表达谱停止整合阐发。全数数据来自公共数据库（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/）。此中，大鼠数据来自中国科学院（GSE81811），人的胰岛来自北欧胰岛移植方案（GEOGSE38642）。

基于表达谱的双重特征构造，整合阐发识别出，在两个物种中守旧的一个次要基因特征向量。它的特征是上调的血管生成和下调的氧化磷酸化。关于GK和WST大鼠胰岛的表达谱，通过在每一个时间点施行两样本对照统计查验，可间接验证基因表达的上述改动。在胰岛中，β细胞和α细胞别离排泄降血糖的和升血糖的胰岛素和胰高血糖素。整合阐发发现，在转录组层面的血管生成的改动与α/β-细胞散布的改动同步发作。它们早于氧化磷酸化的下调，然后者与胰岛素排泄逐渐恶化同步。此外，在GK大鼠中，在胰岛素排泄恶化之前能够察看到显著的高胰岛素血症。

缺氧诱导因子（HIF）信号传导通路是激活血管生成基因转录的上游调控途径。按照整合的表达特征，HIF通路中的大部门基因明显上调。该研究中的多项证据表白，在2型糖尿病开展过程中，HIF信号通路是在缺氧应激下阐扬感化。此外，抗血管生成基因THBS1和PEDF在基因特征向量中表达排名靠前，表白存在一种匹敌机造。那一转录组层面的匹敌机造，与在T2D的胰岛中察看到的毛细血管增厚与断裂是一致的。

α/β-细胞散布的改动和高胰岛素血症早于胰岛素排泄恶化的察看成果，撑持了科研人员此前提出的概念，即对糖尿病前期的筛查除丈量血糖程度以外，应包罗空腹和餐后血胰岛素程度；为了避免胰岛形态的改动进入不成逆的阶段，或者避免2型糖尿病的病理停顿变得不成逆，在高胰岛素血症阶段，以至在血糖程度尚未呈现明显异常的情况下，应采纳积极的干涉办法。

相关研究功效颁发在《公共科学藏书楼-综合》（PLOS ONE）上。除公开的原始数据外，计算代码和中间计算数据存放在开放云平台（https://codeocean.com、https://zenodo.org）。所有报导的成果均可复造再现。

来源：中国科学院数学与系统科学研究院