Science重要成果:人造β细胞为糖尿病带来新希望

【字体: 时间:2016年12月12日 来源:生物通

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  苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员在Science杂志上发布了自己开发的人造β细胞。研究显示,天然β细胞会做的事人造β细胞都能做到。它们能检测血液中的葡萄糖浓度,生产足够的胰岛素有效降低血糖水平。

  

生物通报道:苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员在Science杂志上发布了自己开发的人造β细胞。研究显示,天然β细胞会做的事人造β细胞都能做到。它们能检测血液中的葡萄糖浓度,生产足够的胰岛素有效降低血糖水平。

过去,人们主要是推动干细胞分化为成熟的β细胞。而ETH研究人员采用了基于人肾脏细胞的HEK细胞系。他们利用HEK细胞膜上的天然葡萄糖转运蛋白和钾离子通道,还添加了电压依赖性钙离子通道,以及生产胰岛素和GLP-1的基因。GLP-1是一种参与血糖水平调控的激素。

在人造β细胞中,HEK细胞天然的葡萄糖转运蛋白把葡萄糖从血流带入细胞。当血糖水平超过一个特定阈值的时候,钾离子通道就会关闭。这改变了细胞膜上的电位分布,导致钙离子通道开启。钙离子流入会触发HEK细胞内置的信号级联,使其生产和分泌胰岛素或GLP-1。

这些人造β细胞在糖尿病小鼠中表现得非常好,是现有解决方案中效果最好最持久的。研究表明,经过修饰的HEK细胞植入糖尿病小鼠后能够可靠运作三周时间,生成足够的信号来调控血糖水平。据介绍,人造β细胞还需要经过多次临床试验才能真正面世,这一过程可能需要好几年。

葡萄糖是人体的重要能量来源。在我们代谢含糖食物的时候,血液中的葡萄糖水平也会随着攀升。人们普遍认为,血糖水平主要受胰岛素、肝脏和肌肉的影响。然而耶鲁大学的科学家们发现,大脑神经元的线粒体也在系统性血糖控制中起到了至关重要的作用。本期Cell杂志发表的这项研究可以帮助人们进一步理解二型糖尿病的发展。(更多信息请参见:Cell惊人发现,糖尿病和线粒体有关?

青蒿素数十年来一直被用于治疗疟疾。现在科学家们发现,青蒿素还能使胰腺中生产胰高血糖素的α细胞转变为β细胞。这项发表在Cell杂志上的研究,为人们提供了一条治疗1型糖尿病的简单策略。(更多信息请参见:Cell发表糖尿病突破性成果:用青蒿素让细胞生产胰岛素

当机体无法有效降低血糖的时候,糖尿病就会悄然发生。多年来糖尿病一直被认为是一种“生活方式病”,其实这种疾病有着牢固的遗传学根基。VIB/KU Leuven的研究团队发现,β细胞基因缺陷是两种糖尿病的共同根源。这项研究发表在三月二十一日的Nature Genetics杂志上。(更多信息请参见:Nature遗传学:1、2型糖尿病本是同根生?

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:β-cell–mimetic designer cells provide closed-loop glycemic control

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