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Nature子刊:1型糖尿病長期認知!開啟糖尿病研究新篇章!

Nature子刊:1型糖尿病長期認知!開啟糖尿病研究新篇章!

圖片左邊表明在1型糖尿病中,胰島中的β細胞遭受破壞和剔除。

很難改變科學中根深蒂固的觀點。

蛋白是遺傳物質。

基因是連續的和不會移動的。

人類基因組擁有12萬個基因;不,8萬個基因;不,6萬個基因;不,20325個基因。

美國佛羅里達大學兒科幹細胞研究與肝臟疾病兒童健康研究所主任Bryon Petersen博士處於一種挑戰教條的不安境地。他很清楚地知道這一點。他的發現提示著1型糖尿病(type 1 diabetes, T1D)在起源上可能並不是由自身免疫反應直接造成的,而且追蹤血液中的葡萄糖(即血糖)可能並不是控制這種疾病的唯一方法。

他的團隊近期在Laboratory Investigation期刊上發表了一篇標題為「Suppression of islet homeostasis protein thwarts diabetes mellitus progression」的論文。該團隊發現了一種不為人所知的分子:胰島穩態蛋白(islet homeostasis protein, IHoP)。

T1D病人製造太多的IHoP。此外,針對小鼠和人類開展的實驗證實降低IHoP水平恢復血糖控制和增加胰腺中產生胰島素的β細胞數量。可能最為重要的是,病人血液中存在過量的IHoP,這就使得它成為T1D的一種潛在新的生物標誌物。


胰腺結構

胰腺的外分泌部分分泌酶到小腸的消化液中。這對糖尿病並不是重要的。胰腺的內分泌部分由被稱作胰島的細胞蔟組成。胰島容納著4種類型的細胞。大約15%~20%的胰島細胞是釋放胰高血糖素的α細胞。這種激素通過促進肝臟降解儲存的糖原(glycogen)和將氨基酸等非糖類物質轉化為更多的葡萄糖來提高血糖的水平。

胰島中更加豐富的β細胞產生一種不同的激素,即胰島素。它抵抗胰高血糖素,促進肝臟將葡萄糖分子轉化為糖原,並且阻止其他的營養物轉化為葡萄糖。胰島素也促進攜帶胰島素受體的細胞攝取血液中的葡萄糖。這就是為何鍛煉促進骨骼肌攝取葡萄糖,降低它在血液中的水平。糖尿病病人充分意識到這種效應。

IHoP促進胰高血糖素合成,因此這會抵抗胰島素的功能。這項新的研究證實利用RNA干擾(RNAi)抑製糖尿病小鼠體內的IHoP基因表達會使得葡萄糖水平正常化。

隨著T1D病人的β細胞死亡,這些病人胰腺中的α細胞比例增加了很多。人們認為這會觸發被廣泛認為是這種疾病的主要病因的自身免疫攻擊。但是Petersen博士的這項研究提示著自身免疫可能繼發效應(secondary effect),而且這可能在診斷、監控和治療這種疾病中具有臨床意義。


自身免疫是間接的?

人們廣泛認為1型糖尿病(T1D)是一種自身免疫疾病。Petersen博士的這項研究在此之前遭受一長串頂級期刊的拒絕接收,這就是為何他認為花了5年的時間才讓他的研究接收發布。他和他的合作者們挑戰了這一常規的看法:攻擊β細胞的自身抗體觸發T1D。這些自身抗體確實如此,但是是間接的。

Petersen博士說,「我們的研究在糖尿病研究人員圈子引發恐慌,這是因為IHoP解釋了大量的他們一直不能夠解釋的東西。T1D並不是一種自身免疫疾病。」

IHoP水平顯著增加與產生胰島素的β細胞遭受的自身免疫破壞之間存在的關聯可能在於IHoP類似於蛋白plastin。眾所周知,plastin結合到活化的T細胞(一種免疫細胞)的細胞骨架上,促進這些細胞遷移。IHoP可能發揮著同樣的作用,這看起來像是自身免疫,這是因為活化的T細胞是免疫反應的一部分。

沉默IHoP會在35多周的時間裡阻止這些破壞性的免疫細胞進入小鼠的胰島中。Petersen博士的這項研究利用老式的蹺蹺板描述發生了什麼。IHoP水平增加破壞平衡,因此胰高血糖素水平增加,胰島素水平下降,結果糖尿病產生了。沉默IHoP會讓這種蹺蹺板恢復平衡。但是阻斷IHoP必須在這種疾病過程的早期發生,這樣才能及時地阻止胰島破壞,使得胰腺能夠癒合和開始再次產生胰島素。

這一發現並不只是改變將T1D視作為一種自身免疫疾病的長期觀點;它具有潛在的臨床重要性。

Petersen博士解釋道,「IHoP發揮著3種作用:首先,也就是最重要的是,它為理解這種疾病提供新的研究途徑;其次,針對新確診的病人,我們具有一種開發潛在藥物/療法的新靶標;最後,它給這個領域提供一種新的生物標誌物,從而可能提供更早的診斷,這意味著更好的治療機會。」

不過,他承認我們對自身免疫仍然知之甚少。他將自身免疫稱作為「一系列不幸的異常免疫反應,憑藉這些異常的免疫反應,有機體攻擊它自己的健康細胞和組織,這經常會導致疾病產生。」它是免疫反應發生差錯,但是可能不是隨機發生的。Petersen博士指出,「也許這些異常的免疫反應與其說是攻擊『自我』,還不如說是對一種導致抗原呈遞細胞激活因而造成T細胞反應的事件作出的繼發反應,這就給人提供自身免疫存在的印象。」 (www.bioeg.cn)

糖尿病是醫學歷史上的一個重要的篇章:從1920年代早期加拿大多倫多大學的Frederick Banting和他的醫學生Charles Best揭示出最初被命名為isletin的胰島素的實驗,到40年後的胰島素泵和胰島移植,到再過6年後利用重組DNA技術產生的首個藥物。

很可能IHoP將是1型糖尿病歷史上的下一個篇章。

來源:生物谷

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