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改变工作以抗击糖尿病的细胞

2019-03-15 10:36:26 • 来源：

糖尿病的特征在于持续的高血糖水平，当胰腺中的某些细胞 - 产生胰岛素的β细胞 - 被破坏或不再能够分泌胰岛素时发生。日内瓦大学(UNIGE)的研究人员成功地展示了通常产生其他激素的部分胰腺α和δ细胞如何通过开始产生胰岛素来接管受损的β细胞。通过观察这些细胞如何通过部分改变其身份来改变其功能，研究人员发现了一种迄今未知的细胞可塑性现象。此外，在胰腺之外，这些过程可能是身体中许多其他细胞类型的特征。这些结果将在Nature Cell Biology上阅读，导致设想全新的治疗策略，可以利用身体自身的再生能力。

改变工作以抗击糖尿病的细胞

胰腺含有几种类型的细胞，这些细胞产生不同的激素，负责调节血糖水平。其中包括产生胰高血糖素的α细胞，产生胰岛素的β细胞，以及产生生长抑素的δ细胞，生长抑素是一种激素，作为控制δ和β细胞活性的局部调节剂。它们一起形成称为胰岛的小团簇。胰高血糖素会增加血糖水平，而胰岛素会产生相反的效果。在糖尿病患者中，在没有功能性β细胞的情况下，血糖水平持续高。

几年前，在UNIGE医学院，Pedro Herrera教授和他的团队已证明存在产生胰岛素细胞的天然能力：在没有β细胞的小鼠中，新的胰岛素生成细胞自发出现。因此，一些胰腺细胞能够重新编程以学习如何分泌胰岛素。“但是，这种现象只涉及1%到2%的α和δ细胞。为什么有些细胞会进行这种转换，而其他细胞则没有?最重要的是，是否有可能鼓励它?这些是问题的核心问题。我们的工作，“Herrera教授解释道。

对本地起源的修改

科学家们首先在β细胞消失之前和之后进行了基因表达分析。他们在α细胞中观察到似乎相反方向的修饰：胰岛素生成β细胞典型的某些基因的过表达，同时也是产生胰高血糖素的α细胞典型的某些基因的过表达。α细胞的正常功能与胰岛素的作用有关，如其表面上存在胰岛素受体所示。因此，当β细胞被破坏时，α细胞活性被破坏。

但是什么信号诱导细胞转化?为了探索不同的可能性，研究人员移植了胰岛进入正常小鼠。第一个假设：高血糖症。在移植但非糖尿病的小鼠中，β细胞保持完全功能并且没有高血糖症，当β细胞在移植的胰岛中死亡时，移植物的一些α细胞开始产生胰岛素。因此，高血糖不会导致α细胞重新分配。胰岛周围的细胞胰腺环境也不参与，因为移植物中的α细胞转化发生在肾囊中，即胰腺外。唯一的解释是重编程能力是这些细胞所在的胰岛所固有的。“因此，在同一个移植物中，只有没有β细胞的胰岛显示出重编程。相邻胰岛中没有细胞转化，包含所有β细胞，”Pedro Herrera说。

信号不安

继续他们的研究，研究人员在非糖尿病小鼠中阻断了位于α细胞表面的受体，以检测胰岛素的存在。然后这些α细胞中的一些开始产生胰岛素，表明胰岛素本身将起到制动作用，阻止α细胞的重编程。“通过给予胰岛素拮抗剂药物，我们能够将开始产生胰岛素的α细胞数量增加1%至5%。这样，这些细胞变成了杂种：它们部分地，但没有完全改变它们的身份，并且这种现象根据影响细胞的情况，这是可逆的。现在我们开始了解这种细胞可塑性的机制，我们相信这些适应性细胞身份变化可以在未来的新疗法中得到利用。“

其他器官应具有相同的可塑性

如果Herrera教授的工作重点是胰腺细胞，那么相同的过程可能适用于身体中的许多其他分化细胞。因此，分化的功能性成熟细胞永远保持稳定的想法现在正受到挑战。“我们在这里展示的是，给定细胞的分化状态并非刻在石头上。在生命的各个阶段，细胞身份都受到直接细胞环境的调节，尤其是抑制信号。细胞身份维持因此是在整个细胞生命过程中抑制的活跃过程，而不是分化的内在或被动状态。这种特殊细胞的能力 改变其功能对于治疗由于大量或不适当的细胞死亡引起的其他病症(如阿尔茨海默病或心肌梗塞)至关重要，“Herrera教授总结道。

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