1型糖尿病和2型糖尿病的患病率呈上升趨勢,并且這種增加被認為與環境因素有關。食源性毒素能直接誘導β細胞功能紊亂和凋亡,可能部分解釋這個預制食品和預包裝食品時代糖尿病流行的原因。為了探討cereulide[一種有蠟樣芽孢桿菌特定菌株所產生的線粒體毒性肽,在米飯、意大利面和土豆餐中經常能發現低濃度cereulide(每克食物中大約含4ng cereulide)]對β細胞毒性,來自比利時公共衛生研究中心Roman Vangoitsenhoven教授及其團隊進行了一項研究,該研究發現cereulide可損傷胰島β細胞功能。該研究結果發表在2013年EASD會議上。
該研究中,將小鼠和大鼠產胰島素β細胞株(分別為MIN6和INS-1E)、以及人類肝細胞HepG2和猴成纖維細胞樣COS細胞暴露于0.05ng/ml到5ng/ml濃度cereulide中24、48和72小時。由兩位研究者在盲態下使用Hoechst/碘化丙啶分析法評估細胞死亡情況。從2周齡C57B1/6J小鼠分離完整鼠胰島,暴露于相似濃度cereulide中1、3和5天,并使用相同的方法確定細胞死亡情況。為了評估導致細胞死亡的確切機制,將MIN6細胞暴露于低濃度cereulide(0.15-0.5ng/ml)中24小時,并通過mRNA表達譜和生物發光法分析caspase3/7活性評估cereulide毒性機制。最后,用低濃度cereulide(0.15-0.5ng/ml)處理MIN6細胞24小時后,通過分析MIN6細胞葡萄糖刺激胰島素分泌評估β細胞功能。
該研究結果表明,cereulide暴露導致MIN6、INS-1E和胰腺胰島細胞死亡,但不能導致HepG2或COS細胞死亡。caspase3/7激活證實凋亡細胞死亡過程(與對照組相比,0.25ng/ml cereulide誘導caspase3/7活性增加1.54±0.07倍)。有趣的是,0.25ng/ml cereulide暴露誘導線粒體應激指標(包括PUMA),以及內質網應激指標(例如CHOP)表達。暴露于0.25ng/ml cereulide 24小時后,葡萄糖刺激胰島素分泌從10.48±3.33降至2.012±0.51。
該研究發現,cereulide,一種常在預制食品和預包裝淀粉類食品中發現的毒素,即使在低劑量時也可增加大鼠和小鼠β細胞線粒體應激和內質網應激水平。Cereulide以劑量依賴性方式導致β細胞功能受損和凋亡。因此,Cereulide可能在當前糖尿病流行中發揮作用,尤其是亞洲糖尿病的急驟流行的原因。
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