Cell颠覆传统新发现:胰岛β细胞竟然没死

On 七月 24th, 2013, posted iin: 学术专栏 by     浏览次数:1,006 次

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科学家们普遍认为,胰腺分泌的胰岛素减少,是2型糖尿病的一个标志,而这是由于胰腺中β细胞的死亡。然而,一项由美国哥伦比亚大学医学中心(CUMC)完 成的新研究则表明,β细胞并没有死,而是还原到一个更原始,未分化的细胞类型。这项结果还指出了防止β细胞去分化的方法,或者说是令它们重新分化的方法,这将有可能帮助2型糖尿病患者改善血糖平衡。这项在小鼠中进行的研究发现公布在Cell杂志上。

“传统观点认为,β细胞死亡导致了2型糖尿病患者体内胰岛素分泌减少,”哥伦比亚大学医学中心医学教授Domenico Accili说,“但是当我们分析糖尿病患者胰腺的的时候,却发现很少死亡的β细胞,如果说有的话。所以说器官功能障碍与死细胞的数量不成比例,然而却没有人给出一个合理的解释。”

Accili和另外一位作者:T Chutima Talchai博士怀疑答案可能存在于FoxO1蛋白的活性上。 FoxO1是一种转录因子,能编码调控基因开启或关闭的蛋白,这种作用因子能作为人体营养状况的“晴雨表”。当细胞营养充足的时候,FoxO1是失活的,停留在细胞质中。而当面临生理压力,如高血糖的时候,FoxO1就会移至细胞核,行使功能。“我们研究的出发点就是要解答,为什么在糖尿病的早期阶 段,FoxO1会进入细胞核,是否是FoxO1的减少导致了糖尿病?”Accili博士说。

为了回答这些问题,Talchai博士构建了一个新小鼠系,其β细胞中缺乏FoxO1。最初,小鼠情况正常,但随着生理压力,如怀孕或衰老情况出现后,小鼠的胰岛素表达水平降低,胰高血糖素水平高(一种代表胰岛素功效的胰腺激素),这在人类糖尿病中也会出现。

之后研究人员利用一种新型细胞系追踪技术,分析β细胞中发生了什么。“出乎我们的意料,我们发现β细胞并没有消失,不过已经变成不同的细胞类型。它们从完全分化的胰岛素分泌细胞,变成了未分化的类似祖细胞的多能细胞阶段,”

他们有走回完全致力于胰岛素的细胞,未提交的祖状,多向发展阶段,阿奇利。此外,一些β细胞产生胰高血糖素的细胞,这可以解释为什么糖尿病人胰高血糖素水平异常高的。在其他糖尿病小鼠模型,观察同样的β细胞的变化。Accili博士说。

而且一些β细胞还变成了产生胰高血糖素的细胞,这就解释了为什么糖尿病人的胰高血糖素水平异常高。在糖尿病小鼠模型中,研究人员也发现了同样的β细胞变化。

“这些研究结果告诉我们,FoxO1对于维持β细胞识别是必需的,”Accili博士说,“在代谢应激过程中,β细胞逐渐失去了FoxO1,开始发生去分化,这也许一种自我保护机制。”

这项研究对于治疗2型糖尿病具有重要意义。“目前,我们给病人的药物是强迫胰岛β细胞更加努力地工作,”Accili博士说,“但这就像鞭打一匹垂死的 马,仅仅驱动β细胞而已。我们的研究结果表明,治疗首先应当令β细胞适当的休息,然后用药促进β细胞重新分化。能用什么药来促进其重新分化,我们不知道, 但从我们的研究中可以看出一些端倪,某些信号传导途径,如Wnt信号或Notch途径,也许可以用于这个方面。”