Nature：糖尿病再生医学重大突破

　　

生物通报道  标记物Flattop可将生成胰岛素的胰腺β细胞细分为维持葡萄糖代谢的细胞，及更频繁分裂、适应代谢变化的未成熟细胞。这有可能为糖尿病再生疗法提供了一个起点。来自德国亥姆霍兹慕尼黑中心的科学家，与慕尼黑工业大学和德国糖尿病研究中心的同事们将他们的研究结果发布在7月11日《自然》（Nature）杂志上。

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当血糖水平升高时胰腺β细胞会生成代谢激素胰岛素，以保持葡萄糖水平平衡。如果β细胞遭到破坏或丧失它们的功能，这可能会导致糖尿病一类的严重疾病。然而，并非所有的β细胞都是完全相同的。亥姆霍兹慕尼黑中心糖尿病与再生研究所所长Heiko Lickert教授说：“我们很早以前就知道存在不同的β细胞亚群。然而直到现在，仍不清楚其潜在分子机制。”

Flattop是成熟β细胞的标记物

在当前的研究中，Lickert领导研究人员寻找了细分各个亚群的分子标记物。有一个分子吸引了他们的注意：蛋白质Flattop。它存在于大约80%的β细胞中。这些细胞能有效地判定环境中的葡萄糖浓度，并分泌对应量的胰岛素，从而显示了成熟β细胞的代谢特性。

没有Flattop的细胞更频繁增殖

与之相反，研究人员观察发现检测不到Flattop的β细胞显示增殖速度尤其的高。“在我们的实验模型中，这些细胞比Flattop阳性细胞的增殖率高4倍，”Lickert说。

一种前体细胞？

为了验证这一假设：积极分裂的细胞（没有Flattop）可能是代谢活跃细胞的前体，科学家们利用了一种遗传方法来绘制单个细胞的命运。这种所谓的谱系追踪揭示出了，增殖的祖细胞能够发育为具有一些代谢特性的成熟β细胞。当科学家们将它们置于一种人工微型器官样3D环境中时也是这种情况。并且，遗传分析证实在Flattop阴性β细胞中主要表达了负责感知环境的一些基因，而在Flattop阳性细胞中主要执行了一些经典的代谢程序。

Lickert说：“我们的结果表明，Flattop阴性细胞是一种未成熟的储备库，其不断地更新自身并可补充成熟β细胞。”根据Lickert所说，细分两种细胞亚型这种新的可能性使得能够全面地分析相关信号通路。研究结果为开发出再生疗法带来了希望。“50多年来人们一直在研究β细胞的异质性，现在借助一些技术似乎我们正开始了解这些细胞的行为。”

在未来，科学家们将把焦点放在两个方面：一方面是再生疗法，它们的目标是以一种有针对性的方式再生出内源性β细胞来替换患者体内功能失调或丧失的细胞。另一方面，这些结果是在培养皿中利用干细胞来生成可用于细胞替代疗法的功能性β细胞的一个里程碑。

2015年，糖尿病新兴疗法的权威专家之一，加拿大阿尔伯塔大学医学及牙医学院移植外科与再生医学研究主席James Shapiro和实验室的博士后工作人员Andrew Pepper一起在4月20日的Nature Biotechnology杂志上发表了一项新研究。在这篇论文中，作者们描述开发出了一个皮肤下的胰岛移植新位点，他们相信这将降低患者的风险，使之获得更大的健康利益。Shapiro说这些研究成果有可能标志了一种很快不仅适用于糖尿病，还可以用于其他一些疾病的标准疗法（Nature子刊开辟再生医学全新治疗途径 ）。

在1型和2型糖尿病中，体内产生胰岛素的β细胞数量在减少，胰腺不得不拼命产生人体所需的胰岛素。因此，科学家一直在苦苦寻找各种方法，来产生新的β细胞，或寻找β细胞的替代，或刺激β细胞体内再生。2015年山伊坎医学院的研究人员筛选了超过100,000种潜在的药物，发现只有一种药物——骆驼蓬碱（harmine），可驱动产生胰岛素的人类β细胞进行增殖，相关研究结果发表在Nature Medicine杂志（Nature子刊糖尿病再生医学突破 ）。

由于β细胞无法再生，科学家们通常认为这些细胞的丧失是不可逆的；事实上，到目前为止，1型糖尿病被公认为无法治愈，病变一旦发生，患者需要终身接受胰岛素注射治疗进行控制，给患者带来极大的不便和痛苦。来自瑞士日内瓦大学的研究人员发现，不同于人们以往的猜测，直到青春期，胰腺都有着极强的适应能力，并具有巨大的自我修复潜能。这一重要的研究发现发布在2014年的Nature杂志上（Nature发布再生医学惊人发现 ）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

Bader, E. et al. (2016). Identification of proliferative and mature β-cells in the islet of Langerhans, Nature, DOI: 10.1038/nature18624