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糖尿病患者的胰岛素制剂会形成胰岛素球(Insulin Balls)影响血糖控制。研究人员对 21 个胰岛素球进行多层结构分析,发现其中一个胰岛素球内存在 100μm 的 Cu0。这一发现为探究胰岛素制剂对体内金属平衡的影响提供了新方向。
在糖尿病的治疗领域,胰岛素制剂是控制血糖的关键 “武器”。然而,长期注射胰岛素的患者会遇到一个棘手的问题 —— 胰岛素制剂在皮下组织中会形成聚集物,也就是 “胰岛素球”。这些胰岛素球不仅影响胰岛素进入血液发挥作用,导致血糖难以控制,还可能带来未知的健康风险。更让人困惑的是,胰岛素球的形成机制以及它与体内各种物质的相互作用并不清楚。为了揭开这些谜团,来自日本东京医科大学等多个机构的研究人员展开了一项深入研究。
这项研究发表在《Communications Medicine》杂志上,研究聚焦于胰岛素球的详细结构和成分,旨在探索胰岛素球形成的原因、内部成分以及它们对人体健康的潜在影响。研究人员通过对多个胰岛素球样本的分析,发现了令人惊讶的结果 —— 在一个胰岛素球内竟然存在直径达 100μm 的金属铜(Cu0)。这一发现意义重大,它暗示着胰岛素制剂可能会扰乱体内包括铜在内的金属平衡,为糖尿病治疗和研究开辟了新的方向。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。他们收集了 2005 - 2020 年东京医科大学茨城医疗中心 21 例胰岛素球切除患者的样本。对样本进行大体和组织病理学观察,还使用了拉曼光谱分析(Raman spectrometric analysis)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI - TOF - MS)、微焦点 X 射线计算机断层扫描(μCT)、扫描电子显微镜 - 能量色散 X 射线光谱分析(SEM - EDS)以及透射电子显微镜分析(TEM)等技术,从不同层面分析胰岛素球的结构和成分。
研究结果主要从以下几个方面呈现:
- 大体、组织病理学、拉曼光谱和 TEM 超微结构分析:胰岛素球分布在皮下脂肪组织中,呈蜡样肿块。所有胰岛素球刚果红染色均为阳性,拉曼光谱显示部分不溶性胰岛素肿块沉积物存在 β - 片层结构,TEM 观察到约 200nm 长的淀粉样纤维。这表明胰岛素球内部存在特殊的蛋白质结构变化,可能与它的稳定性和功能异常有关。
- MALDI - TOF - MS 分析:通过该分析确定了胰岛素球是由不同皮下注射胰岛素制剂混合而成的聚集体。这明确了胰岛素球的成分来源,为进一步研究其形成机制提供了基础。
- μCT 和 SEM - EDS 分析:μCT 检测到胰岛素球内有许多高对比度亮点,其中最大亮点是直径约 100μm 的红棕色铜块,且表面有不同元素分布。此外,还发现了其他小金属沉积物和类似砂粒体的分层结构。这些发现揭示了胰岛素球内部复杂的物质组成,其中铜块的存在尤为特殊,引发了对其来源和作用的深入思考。
在研究结论和讨论部分,研究人员指出,铜在维持细胞正常功能中起着关键作用,但胰岛素球内出现如此大尺寸的 Cu0前所未见。虽然铜积累的机制尚不清楚,但推测可能与体内铜离子(Cu2 +)通过血液循环与胰岛素球结合,随后被还原有关。胰岛素球内的 Cu0可能参与维持聚集胰岛素制剂的结构,也可能对周围脂肪组织产生影响,如引发脂肪增生等问题。同时,胰岛素球中发现的磷酸钙分层结构与乳腺癌或癌前乳腺组织中的砂粒体相似,且糖尿病患者乳腺癌发病率较高,这暗示着胰岛素球与癌症之间可能存在某种联系。
这项研究为糖尿病治疗和相关疾病研究提供了重要线索。它让人们重新审视胰岛素制剂与体内金属平衡的关系,提醒医生和研究人员在糖尿病治疗过程中要关注胰岛素球的潜在影响,也为进一步探索糖尿病并发症以及与其他疾病的关联奠定了基础。未来,研究人员有望基于这些发现,开发出更有效的糖尿病治疗策略,减少胰岛素球的形成及其带来的不良影响,提高糖尿病患者的生活质量和健康水平。