Karolinska研究所和Helmholtz糖尿病研究中心的一项新研究表明,血管内内皮细胞上的初级纤毛和毛发样突起,在胰岛中的血供和葡萄糖输送到产生胰岛素的β细胞中起着重要作用。调查结果发表在电子生活并且可能与糖尿病的移植治疗有关,因为功能血管的形成对治疗的成功非常重要。
当血糖水平升高时,胰岛中的β细胞会向血流中释放胰岛素。胰岛素在包括脂肪和肌肉在内的多种组织中触发葡萄糖摄取。葡萄糖和其他营养物质必须穿过血管屏障才能到达胰岛内的β细胞。同样,新释放的胰岛素必须穿过血管进入血流,才能到达目标组织。
血管内可发现内皮细胞。胰岛内的血管形成一个紧密的网络,内皮细胞膜上有许多小孔隙,促进了血管壁上分子的交换。
现在,研究人员已经研究了初级纤毛、β细胞和内皮细胞上发现的小毛发样结构对胰岛血管形成和功能的影响。伯格格伦教授在罗尔夫·洛夫特糖尿病和内分泌学研究中心、瑞典卡罗林斯卡研究所和德国慕尼黑赫尔姆霍兹糖尿病研究中心的Jantje Gerdes博士的研究小组曾证明,胰岛素分泌受β细胞纤毛的调节。
在新的研究中,研究人员研究了由纤毛功能障碍引起的Bardet-Biedl综合症的小鼠模型。他们能够证明,当内皮纤毛功能失调时,胰岛的血液供应效率较低。新形成的血管有更大的直径和较少的毛孔,从而使营养物质通过血管壁。
“因此,最小的血管--毛细血管--向β细胞输送葡萄糖的效率降低,”Karolinska研究所分子医学和外科学系助理教授、这项研究的第一作者严雄说。
通过生长因子VEGF-A的信号传递被认为是这一过程中的关键参与者.与正常内皮细胞相比,缺乏功能性纤毛的内皮细胞对VEGF-A不太敏感,从而导致VEGFR 2受体信号受损。
“总之,我们已经证明了初级纤毛,特别是内皮细胞上的纤毛,通过VEGF-A/VEGFR 2信号通路调节胰岛血管生成和血管屏障功能,”研究的资深作者之一Gerdes博士说。
功能血管的形成是移植治疗的重要因素。β细胞替代疗法有可能治疗和治疗1型糖尿病,而β细胞与血管间功能界面的形成是延长移植物存活和缓解糖尿病的重要一步。
该研究的另一位资深作者Berggren博士说:“这项研究提高了对初级纤毛如何促进有效血管形成的理解,并有可能提供新的治疗途径,使糖尿病患者能够有效地移植胰岛,可能还能移植其他器官。”