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科学家发现调控胰岛细胞分裂的新机制,或将助力糖尿病治疗

2017-5-9 08:37| 发布者: |来自: 未止科技

摘要:   胰岛Beta细胞是生产胰岛素的“工厂”,是人体血糖调控系统最重要的组成局部。如果胰岛Beta细胞受到损伤或者数量下降,就有可能导致1型或2型糖尿病。近日,来自美国加州大学圣地亚哥医学院的科学家们利用单细胞RN ...

  胰岛Beta细胞是生产胰岛素的“工厂”,是人体血糖调控系统最重要的组成局部。如果胰岛Beta细胞受到损伤或者数量下降,就有可能导致1型或2型糖尿病。近日,来自美国加州大学圣地亚哥医学院的科学家们利用单细胞RNA测序技术(single cell RNA sequencing),在历史上首次绘制出了调控胰岛beta细胞生长的信号通路-它可以指引我们开发更多胰岛beta细胞重生的治疗手段,从而为治愈糖尿病带来希望。他们的学习成果刊登在5月2日的Cell Metabolism上。
  “如果我们可以找到一种药物,使得胰岛beta细胞开始生长,那么它就可以帮助糖尿病患者降低血糖,重新把血糖控制在合适的范围。”该项目的负责人Maike Sander教授表示,“这些病人体内的胰岛Beta细胞数量往往缺乏以维持正常的血糖水平。”
  早在胎儿时期,人体就产生了胰岛beta细胞,它们会在人类出生后继续保持再生的活力- 但随着年龄的增长,这种再生能力会逐渐减弱。胰岛Beta细胞增殖的最主要方式是通过细胞分裂-然而,只有不到1%的beta细胞具有细胞分裂能力,非常稀少。由于再生能力很弱,beta细胞一旦受损,就无法保持正常的胰岛素产量,从而不能调节血糖,导致糖尿病的发生。长久以来,科学家们试图从分子生物学的层面来寻找能够调控beta细胞生长的信号通路,从而使糖尿病患者重新获得足量的胰岛beta细胞,合理地调控血糖。
  在Sander教授的学习中,他的团队成功找到了beta细胞分裂时活跃度最高的信号通路,为治愈糖尿病的药物提供了全新的潜力靶点。借助单细胞RNA测序,科学家们测定出了单个beta细胞的分子特征以及代谢活性特征-这能够告诉我们分裂型和非分裂型beta细胞的区别到底在哪。
  该学习有两个重大发现:首先氨基酸的可用性和活性氧(ROS)的水平能够调控beta细胞的增殖。其次,转录因子Srf能够调控beta细胞的增殖基因Junb/Fos/Egr1。以上两个因素相互作用,共同促进beta细胞的大规模增殖。



  “在此之前,没人能够去做这项分析,因为1%的分裂型beta细胞的活动会被剩下99%非分裂型beta细胞所掩盖。”Sander教授说,“借助新式的科技,我们开展了这项深度的单细胞层面的学习,成功鉴定出了不同状态下beta细胞的活动。它提供了一幅全景:到底是什么把beta细胞送入分裂期?利用这些线索,我们可以开发能够刺激相应靶点的药物。”
  刺激胰岛beta细胞,使它们重新生长-这种药物开发的思路究竟有没有效果,让我们拭目以待。

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