格列本脲诱导人胰岛β细胞身份丢失的机制研究：内质网应激介导的功能障碍与凋亡

这篇研究揭示了磺酰脲类药物格列本脲（Glibenclamide）通过内质网应激（ER stress）途径导致人胰岛β细胞身份丢失的关键机制。研究发现，长期暴露于格列本脲的胰岛表现出葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）功能受损、β细胞凋亡增加，并伴随关键转录因子（如NKX6.1、MAFA）和胰岛素基因表达下调。化学伴侣4-苯基丁酸（PBA）可逆转上述效应，证实ER应激是介导β细胞功能衰退的核心通路。该研究为磺酰脲类药物的继发性失效（secondary failure）提供了新解释，对2型糖尿病（T2DM）治疗策略优化具有重要启示。

　　

研究背景

2型糖尿病（T2DM）的进展与β细胞功能衰退密切相关，而磺酰脲类药物（如格列本脲）的继发性失效机制尚未完全阐明。既往研究提示β细胞身份丢失（loss of β-cell identity）可能是关键因素，表现为关键转录因子和胰岛素表达下调。本研究首次在人类胰岛中系统评估格列本脲对β细胞身份的影响及其与内质网应激（ER stress）的关联。

材料与方法

研究采用来自非糖尿病多器官捐献者的胰岛，在5.6 mM葡萄糖条件下培养4-7天，分别设置对照组、格列本脲（1 μM）处理组及格列本脲+化学伴侣PBA（2.5 mM）干预组。通过葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）实验评估β细胞功能，TUNEL法检测凋亡，RT-qPCR和免疫荧光分析基因/蛋白表达，并利用遗传示踪技术（β-cell tracing）追踪胰岛素表达细胞的变化。

主要发现

1. β细胞功能障碍与凋亡增加

格列本脲处理组胰岛表现出典型的β细胞功能紊乱：基础胰岛素分泌（2.8 mM葡萄糖）显著升高（2.71% vs 1.13%），而高糖刺激（20 mM）反应减弱，导致葡萄糖刺激指数（GSIS）下降73%（1.80 vs 6.39）。同时，β细胞凋亡率翻倍（1.49% vs 0.75%），胰岛素含量降低31.7%。

2. β细胞身份标志物系统性下调

基因水平上，关键β细胞转录因子NKX6.1、MAFA、PDX1和FOXO1的表达在4天即显著降低，7天后进一步恶化；胰岛素（INS）、K_ATP通道组分KCNJ11及GLP1R基因表达同步下降。蛋白水平验证显示，胰岛素荧光强度降低，核内NKX6.1和MAFA蛋白表达减少，但NKX2.2未见变化。值得注意的是，遗传示踪实验证实胰岛素阴性细胞比例未增加，提示β细胞未发生去分化（dedifferentiation），而是整体功能衰减。

3. 内质网应激的核心作用

格列本脲显著激活未折叠蛋白反应（UPR）：剪切型XBP1（XBP1s）和促凋亡因子CHOP（DDIT3）表达上调，而内质网钙稳态调节因子WFS1下调。Western blot显示XBP1s和CHOP蛋白水平增加2-3倍。引人注目的是，化学伴侣PBA的干预完全阻断了ER应激，并逆转了NKX6.1、MAFA等转录因子的表达抑制，证实ER应激是格列本脲毒性效应的关键介质。

机制探讨

研究揭示了格列本脲通过持续激活IRE1α-XBP1通路导致β细胞身份丢失的级联反应：

• 转录调控失衡：MAFA和NKX6.1的下调直接削弱胰岛素基因转录；

• 分泌异常：ER应激干扰胰岛素前体加工（PC1/3上调而PC2下调）；

• 凋亡触发：CHOP的持续表达促进β细胞死亡。

临床意义

该研究为磺酰脲类药物的临床局限性提供了分子解释：长期使用可能通过ER应激加速β细胞功能衰退，这与该类药物治疗中常见的继发性失效现象高度吻合。研究同时提示，靶向ER应激通路（如PBA）或可成为改善T2DM治疗的新策略。

研究局限

需注意体外实验与人体环境的差异，且未评估其他磺酰脲类药物（如格列美脲）的效应。此外，胰岛供体的异质性可能影响结果稳定性。未来研究需在糖尿病模型和临床样本中进一步验证。