《自然》:糖尿病研究获重大突破!德国科学家发现调控胰岛β细胞“自嗨”的关键分子,或能从源头缓解疾病丨科学大发现
如果以第一次治疗糖尿病患者作为时间点,那么2021年就是胰岛素诞生的第99年,百年前的 天才灵感、恩恩怨怨 ,都已经是人类医学史上的传奇故事。
不过凭借发现胰岛素的功绩获得诺贝尔奖的弗雷德里克·班廷,在接受诺奖时就说, 胰岛素并不能治愈糖尿病,治疗的只是糖尿病的症状。一百年快过去了,“治愈糖尿病”有什么新进展吗?
在最新一期《自然》上,德国亥姆霍兹慕尼黑中心的科学家们提供了一种新思路: 抑制胰岛β细胞上一种名为Inceptor的分子,就能恢复这些细胞对胰岛素的敏感性,使它们增殖并产生更多胰岛素,从而有助于血糖控制和糖尿病治疗[1]。
班廷说胰岛素治标不治本,其实这么多年来的一代代其它降糖药们,也一样不能解决糖尿病最关键的问题——胰岛β细胞的功能缺陷或破坏,只能是通过加速对身体器官对葡萄糖的摄取和利用,变相达到降糖的目标。
想要通过药物治疗,实现逆转糖尿病的伟大目标,就必须要确定调控胰岛β细胞的关键信号通路。已经有大量研究显示, 胰岛素本身就能显著影响胰岛β细胞的功能和增殖[2],但胰岛β细胞能不能“自产自用”胰岛素,却一直没有被弄清。
假如在正常人体内,胰岛β细胞确实不会被胰岛素引发自分泌效应,那就意味着胰岛β细胞内存在某种“屏蔽”胰岛素的机制。重新打开这个开关,或许就是逆转糖尿病的关键,这也是德国科学家们的切入点。
研究团队分析了小鼠胚胎期细胞,寻找在胰岛发育成熟、产生大量β细胞的关键期表达水平较高的基因,从而找到了本次研究的主角Inceptor,当然这个名字是研究团队给的简称,它的全名暂定为 “胰岛素抑制性受体”。
Inceptor分子的结构及其在胰岛β细胞内的分布
敲除小鼠全身的Inceptor基因后,小鼠的血糖水平会大幅下降,甚至低到危及生命,需要注射葡萄糖来救命的程度,说明 小鼠体内产生了大量的胰岛素,对胰岛的观察也证实 胰岛体积明显增大,β细胞数量增多。
基因层面的分析也显示在敲除Inceptor后,胰岛β细胞内由胰岛素/胰岛素样生长因子-1(IGF1)调控的PI3K-AKT等下游信号通路明显被激活,遮蔽这些细胞的屏障消失了。而特异性敲除胰岛β细胞的Inceptor基因,也能有相似的效果。
进一步的分析显示, Inceptor之所以能阻止胰岛素对胰岛β细胞的影响,是因为它能激活网格蛋白介导的内吞作用,使胰岛β细胞将表面的胰岛素和IGF1受体吞进细胞,这样胰岛素被分泌出来,就找不到胰岛β细胞表面的作用位点了。
由于这些受体被吞入细胞内,不仅胰岛β细胞的自分泌作用不会被激活,就连其它β细胞分泌胰岛素,通过旁分泌作用实现影响也做不到了,这样就可能导致2性糖尿病中常见的“胰岛素抵抗”。
而使用特定单抗阻断这一内吞过程,就能恢复胰岛β细胞对胰岛素的敏感性,重新让胰岛健康起来,产生更多的胰岛素,这对于1型、2型糖尿病的治疗,都是相当有用的思路。
用《自然》配发社论里的话,就是虽然研究者们还要解决一系列问题,但Inceptor分子的发现,绝对是提升糖尿病疗效,甚至治愈糖尿病的一条思路。反正研究者们可是说了,将来“要为世界没有糖尿病而努力”,那就拭目以待好了。
参考资料:
1.Ansarullah, Jain C, Far F F, et al. Inceptor counteracts insulin signalling in β-cells to control glycaemia[J]. Nature, 2021.
2.Goldfine A B, Kulkarni R N. Modulation of β‐cell function: a translational journey from the bench to the bedside[J]. Diabetes, Obesity and Metabolism, 2012, 14: 152-160.
头图来源:亥姆霍兹慕尼黑中心
本文作者 | 谭硕