Nature子刊打破常规观点：失去关键类型的胰腺细胞可能导致糖尿病

　　

   

   

由CD63hi β细胞制成的移植假胰岛

资料来源:威尔康奈尔医学

多种类型的β细胞在胰腺中产生胰岛素，帮助平衡血糖水平。根据威尔康奈尔医学研究人员的一项新研究，失去一种特别多产的β细胞可能会导致糖尿病的发展。

在3月16日发表在《自然细胞生物学》杂志上的这项研究中，威尔康奈尔医学院的医学副教授James Lo博士及其同事测量了从小鼠身上收集的个体β细胞的基因表达，确定胰腺中存在多少不同类型的β细胞。研究小组发现了四种不同的β细胞类型，其中一种非常突出。第1组β细胞比其他β细胞产生更多的胰岛素，而且似乎更能代谢糖。该研究还表明，这种β细胞类型的缺失可能会导致2型糖尿病。

James Lo博士说，“在此之前，人们认为β细胞就是一种β细胞，他们只是计算β细胞的总数，但这项研究告诉我们，对β细胞进行细分可能很重要，我们需要研究这些特殊的cluster 1-β细胞在糖尿病中的作用。”

研究人员使用了一种称为单细胞转录组学的技术来测量在单个小鼠β细胞中表达的所有基因，然后利用这些信息将它们分为四种类型。cluster 1-β细胞具有独特的基因表达特征，包括高表达的基因，这些基因有助于称为线粒体的细胞能量源分解糖，并使它们分泌更多的胰岛素。此外，他们可以通过CD63基因的高表达将cluster 1-β细胞与其他β细胞类型区分开来，这使他们能够使用CD63蛋白作为这种特定β细胞类型的标记。

他说:“CD63表达为我们提供了一种在不破坏细胞的情况下识别细胞的方法，并使我们能够研究活细胞。”

当研究小组观察人类和小鼠的β细胞时，他们发现CD63基因高表达的cluster 1-β细胞比其他三种CD63基因低表达的β细胞对糖产生更多的胰岛素。

“它们是功能非常高的β细胞，我们认为它们可能承担了生产胰岛素的大部分工作，因此它们的损失可能会产生深远的影响。”

在喂食导致肥胖的高脂肪饮食的小鼠和患有2型糖尿病的小鼠中，这些产生胰岛素的动力细胞的数量减少了。

Lo博士说:“由于cluster 1/high CD63细胞的数量下降，胰岛素的产生可能会减少，这可能在糖尿病的发展中发挥重要作用。”

将产生高CD63的β细胞移植到患有2型糖尿病的小鼠体内，使它们的血糖水平恢复正常。但是移除移植细胞会导致高血糖水平的恢复。将低CD63产生的β细胞移植到小鼠体内并不能使血糖恢复到正常水平。移植的低CD63 β细胞反而出现功能障碍。

Lo博士说，这一发现可能对使用β细胞移植治疗糖尿病具有重要意义。例如，只移植高CD63- β细胞可能会更好。他指出，也有可能移植更少的这种高产细胞。罗博士的团队还发现，与没有糖尿病的人相比，患有2型糖尿病的人的高CD63 β细胞水平较低。

接下来，Lo博士和他的同事们想要找出患有糖尿病的小鼠体内产生cd63的高水平β细胞发生了什么，以及如何防止它们消失。

他说:“如果我们能弄清楚如何让它们存活得更久、功能更强，就可能找到更好的方法来治疗或预防2型糖尿病。”

他们还想研究现有的糖尿病治疗方法如何影响所有类型的β细胞。GLP-1激动剂，有助于增加糖尿病患者胰岛素的释放，与高和低cd63产生的β细胞相互作用。

“我们的研究还表明，GLP-1激动剂也可能是一种让低cd63产生β细胞更好地工作的方法，”Lo博士说。