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Zusammenhang zwischen Zilien und Diabetes

Auf den Zilien von Betazellen in der Bauchspeicheldrüse sitzen Insulinrezeptoren. Damit spielen die Zellfortsätze eine wichtige Rolle für die Insulinausschüttung. Eine veränderte Zilienfunktion kann mit der Entstehung eines Typ 2-Diabetes zusammenhängen.

Langerhans'sche Insel mit Beta-Zellen, grün:Zilien, blau: Zellkerne, rot: Insulin.

Langerhans’sche Insel mit Beta-Zellen
grün: Zilien, blau: Zellkerne, rot: Insulin.

Zilien sind kleine Zellerweiterungen, denen wichtige Funktionen, einschließlich der Übertragung von Signalen in Zellen, zugeschrieben werden. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Freisetzung von Insulin. Das geht aus einer internationalen Studie hervor, die am 6. November im Fachjournal “Nature Communications” veröffentlicht wurde. Die Wissenschaftler berichten, dass die Flimmerhärchen der Betazellen im Pankreas mit Insulinrezeptoren bedeckt sind und die geänderte Ziliarfunktion mit der Entwicklung von Typ 2-Diabetes assoziiert werden kann.

Defekte in Zilien wurden bereits bei mehreren Erkrankungen und pathologischen Zuständen impliziert. Daher hatten die Wissenschaftler vom Karolinska Institutet in Stockholm, vom University College London und vom Helmholtz Zentrum München die Rolle von Zilien bezogen auf die Blutzuckerregulierung und Diabetes Typ 2 untersucht.

Es ist bereits seit geraumer Zeit bekannt, dass Patienten mit Ziliopathie überdurchschnittlich häufig auch von Typ 2-Diabetes betroffen sind. Die Resultate der soeben publizierten Studie bestätigen diese Beobachtung und erklären zudem, wie Zilien miteinander verbunden sind und den Glukosestoffwechsel sowie Diabetes beeinflussen.

Die Forscher untersuchten die Funktion der ziliären Zellfortsätze in den für die Insulinsekretion verantwortlichen Betazellen der Bauchspeicheldrüse. Durch die Stimulation der Beta-Zellen mit Glukose konnte die Anzahl der Insulin-Rezeptoren auf deren Zilien erhöht werden. Wenn das zirkulierende Insulin an die Rezeptoren bindet, wird die Freisetzung von mehr Insulin in das Blut stimuliert.

Die Zilien spielen folglich bei der Freisetzung und Signaltransduktion von Insulin eine bedeutende Rolle. Mäuse mit wenigen oder defekten Zilien weisen eine reduzierte Insulinfreisetzung und signifikant erhöhte Blutglukosespiegel auf.

Per-Olof Berggren

Per-Olof Berggren

Der Forschungsleiter, Dr. Per-Olof Berggren vom Karolinska Institutet, erklärte in einer Aussendung der Universität, dass die ziliäre Dysfunktion mit der defekten Glukoseverwertung direkt verbunden sei. Ziliopathien hätten daher eine potentielle Funktion als Modell in der Untersuchung der vielen noch unbekannte Mechanismen, die der Diabetes zugrunde liegen.

Jantje M. Gerdes, Sonia Christou-Savina, Yan Xiong, Tilo Moede, Noah Moruzzi, Patrick Karlsson-Edlund, Barbara Leibiger, Ingo B. Leibiger, Claes-Göran Östenson, Philip L. Beales & Per-Olof Berggren
Ciliary dysfunction impairs pancreatic insulin secretion and promotes development of type 2 diabetes in rodents
Nature Communications, Published 06 November 2014 , doi: 10.1038/ncomms6308

Quelle: Karolinska Institutet, Helmholtz Zentrum München