Diabetes: 20 Gene funktionell eingeordnet

23. Juli 2014
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Forscher haben nun durch den Vergleich zwischen Mensch und Maus 20 Gene als Diabetesgene bestätigt und funktionell eingeordnet. Vier dieser Gene sind für die Regenerationsfähigkeit der insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse bedeutsam.

Wie bei Menschen gibt es auch bei Mäusen dicke Tiere, die empfänglich für Diabetes sind und Tiere, die trotz Übergewicht nicht an Diabetes erkranken. So entwickeln New-Zealand-obese-Mäuse, die einen natürlichen Hang zu Übergewicht haben, in Folge massiver Fettleibigkeit zunächst eine Insulinresistenz und dann einen Typ-2-Diabetes. Dagegen erkranken B6-ob/ob-Mäuse trotz Übergewicht und beginnender Insulinunempfindlichkeit nicht an Diabetes, da ihre insulinproduzierenden Betazellen vor dem krankheitsbedingten Verfall geschützt sind und sich sogar noch vermehren, um dem Körper ausreichend Insulin zur Verfügung zu stellen. Da sich Mensch und Maus genetisch ähneln, lassen sich die beiden Mausstämme gut als Modellsystem nutzen, um zu ergründen, welche Genvarianten Menschen für Diabetes empfänglich machen bzw. vor der Erkrankung schützen.

In der vorliegenden Studie verglichen die Forscher um Annette Schürmann vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung (DIfE) zunächst die oben genannten Mausstämme hinsichtlich ihrer Erbanlagen. Dabei stellten sie fest, dass in den Betazellen der beiden Stämme mehr als 2.000 Gene unterschiedlich reguliert sind. Um diese Erkenntnisse auf die humane Erkrankung zu übertragen, verglichen die Wissenschaftler diese diabetesrelevanten Mausgene anschließend mit 106 aus genomweiten Assoziationsstudien bekannten menschlichen Genen, die zwar mit Typ-2-Diabetes in Zusammenhang stehen, deren Funktion bei der Diabetesentstehung aber noch wenig erforscht ist.

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Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme einer Langerhans-Insel der Bauchspeicheldrüse: Insulin-produzierende Zellen sind grün, Glucagon-produzierende Zellen sind rot, Zellkerne sind blau. © DIfE

Einblick in die Entstehungsmechanismen der Erkrankung

20 der untersuchten Gene waren sowohl beim Menschen als auch bei der Maus mit Typ-2-Diabetes assoziiert. „Unsere Ergebnisse bestätigen damit nicht nur die Relevanz einiger menschlicher Gene für den Typ-2-Diabetes. Sie liefern auch eine überschaubare Liste von Genen, die man sich nun in Human- und Mausstudien genauer anschauen kann“, sagt Schürmann. Letztere seien von entscheidendem Vorteil, denn mit ihnen könne man die Genfunktionen und die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen unter kontrollierten Bedingungen erforschen, so Schürmann weiter. Am Menschen seien solche Studien oft aus ethischen sowie auch aus praktischen Gründen nicht möglich.

„Wie unsere Untersuchungen zeigen, spielen vier der untersuchten Gene für die Regenerationsfähigkeit und das Wachstum der Betazellen eine Rolle und könnten darüber entscheiden, ob ein Diabetes ausbricht oder nicht“, ergänzt Oliver Kluth, Erstautor der Studie. „Die weitere Aufklärung der zellulären Funktion der bestätigten Diabetesgene gibt nicht nur einen tiefen Einblick in die Entstehungsmechanismen der Erkrankung, sondern wird uns auch zu neuen Strategien der Diabetesprävention und -therapie führen“, ergänzt Hans-Georg Joost, Koautor der Studie.

Originalpublikation:

Differential transcriptome analysis of diabetes resistant and sensitive mouse islets reveals significant overlap with human diabetes susceptibility genes
Oliver Kluth et al.; Diabetes, doi: 10.2337/db14-0425; 2014

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