人类妊娠期胰岛适应性新范式：免疫组化与蛋白质组学揭示α细胞的关键作用

本研究针对妊娠期胰岛功能适应性机制这一关键科学问题，通过激光捕获显微切割（LCM）结合液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）技术，首次系统分析了人类妊娠期胰岛蛋白质组特征。研究发现妊娠期胰岛面积增加1.9倍，α细胞面积显著扩张4.3倍且GLP-1（胰高血糖素样肽-1）表达上调2.9倍，同时揭示催乳素受体（PRLR）在α细胞而非β细胞的差异性表达特征。该研究颠覆了小鼠模型中5-HT2B受体驱动β细胞增殖的传统认知，为理解人类妊娠期糖代谢调控提供了全新视角。

　　

妊娠期母体会经历深刻的代谢重构，其中胰岛β细胞需要通过增加胰岛素分泌来应对逐渐增强的胰岛素抵抗。虽然小鼠模型研究已揭示催乳素-血清素通路在β细胞增殖中的作用，但人类胰岛在结构（α/β细胞混合分布）和功能（极低增殖率）上的显著差异，使得这些发现难以直接转化。更棘手的是，妊娠期糖尿病（GDM）发病率持续攀升，但人类妊娠期胰岛适应的分子机制仍属空白——这既源于伦理限制导致的样本稀缺，也受限于传统技术难以在FFPE（福尔马林固定石蜡包埋）组织中获得高质量蛋白质组数据。

牛津大学糖尿病与炎症实验室的研究团队通过nPOD（Network for Pancreatic Organ Donors with Diabetes）生物样本库获取珍贵的人类妊娠期胰腺组织，创新性地将LCM与高灵敏度质谱技术结合，在《Nature Communications》发表了这项里程碑式研究。他们建立了首个妊娠期人类胰岛蛋白质组图谱（鉴定7546种蛋白质），并开发全自动图像分析流程定量评估胰岛形态学变化。

关键技术包括：1）激光捕获显微切割分离胰岛与腺泡组织；2）基于FFPE组织的深度蛋白质组分析（LC-MS/MS）；3）多重免疫荧光标记与高分辨率全切片扫描；4）机器学习驱动的图像定量分析流程。研究团队还通过基因编辑细胞系（HAP1 PRLR KO）和重组蛋白验证了PRLR与5-HT_2B受体抗体的特异性。

妊娠期人类胰岛蛋白质组特征

质谱分析显示妊娠期胰岛仅4种蛋白质表达显著改变：组织蛋白酶Z（CTSZ）上调而层粘连蛋白α4（LAMA4）下调。与小鼠研究对比，人类胰岛表现出惊人的蛋白质组稳定性，暗示其功能适应可能更多依赖翻译后修饰而非蛋白丰度变化。

胰岛形态学重构

定量分析揭示妊娠期胰岛总面积增加1.9倍，其中：

• α细胞面积激增4.3倍（细胞数量增加3.3倍）

• β细胞面积增长1.9倍（细胞数量增加1.7倍）

• 双激素细胞面积扩大5.4倍

  值得注意的是，单个α/β细胞体积未变，且未检测到Ki-67阳性增殖信号，这挑战了"细胞增殖主导人类胰岛扩张"的传统假设。

受体表达模式

免疫荧光验证发现：

• PRLR在α细胞表达量显著高于β细胞（302.3 vs 277.4 AU/mm²）

• 5-HT_2B受体仅见于α细胞和胰管，β细胞完全缺失

  该结果直接反驳了小鼠模型中血清素通过5-HT_2B受体促进β细胞增殖的机制。

GLP-1表达调控

α细胞中GLP-1阳性区域比例从22%跃升至52.7%，其信号强度增加1.33倍。考虑到人类胰岛中80%β细胞与α细胞直接接触，这种GLP-1的剧增可能通过旁分泌作用增强β细胞功能。

这项研究确立了人类妊娠期胰岛适应的独特性：1）α细胞扩张程度远超β细胞；2）PRLR/5-HT_2B受体表达模式与小鼠根本不同；3）GLP-1可能替代血清素成为关键调节因子。这些发现不仅解释了为何小鼠研究难以转化到临床，更提示靶向α细胞-GLP-1轴可能是治疗GDM的新方向。该研究建立的FFPE组织蛋白质组分析方法，为利用珍贵临床样本开辟了新途径。