失去关键类型的胰腺细胞可能导致糖尿病

多种类型的 β 细胞在胰腺中产生胰岛素，有助于平衡血糖水平。根据 Weill Cornell Medicine 研究人员的一项新研究，失去一种特别有生产力的 β 细胞可能会导致糖尿病的发展。

在这项于 3 月 16 日发表在《自然细胞生物学》杂志上的研究中，威尔康奈尔医学院的医学副教授 James Lo 博士及其同事测量了从小鼠身上收集的单个 β 细胞的基因表达，以确定细胞中存在多少种不同类型的 β 细胞。胰腺。该团队发现了四种不同的 β 细胞类型，其中一种最为突出。第 1 组 β 细胞比其他 β 细胞产生更多的胰岛素，并且似乎能够更好地代谢糖分。该研究还表明，这种 β 细胞类型的缺失可能会导致 2 型糖尿病。

“在此之前，人们认为 β 细胞就是 β 细胞，他们只是计算总 β 细胞，”Lo 博士说，他也是威尔康奈尔医学院威尔代谢健康中心和心血管研究所的成员，纽约长老会/威尔康奈尔医学中心的心脏病专家。“但这项研究告诉我们，对 β 细胞进行亚型分类可能很重要，我们需要研究这些特殊的 1 簇 β 细胞在糖尿病中的作用。”

博士。Weill Cornell Medicine 的 Doron Betel、Jingli Cao、Geoffrey Pitt 和 Shuibing Chen 与 Lo 博士合作开展了这项研究。

研究人员使用一种称为单细胞转录组学的技术来测量单个小鼠 β 细胞中表达的所有基因，然后使用该信息将它们分为四种类型。簇 1 β 细胞具有独特的基因表达特征，其中包括高表达的基因，这些基因可帮助称为线粒体的细胞动力站分解糖并为它们提供动力以分泌更多的胰岛素。此外，他们可以通过 CD63 基因的高表达将簇 1 β 细胞与其他 β 细胞类型区分开来，这使他们能够使用 CD63 蛋白作为这种特定 β 细胞类型的标记。

“CD63 表达为我们提供了一种在不破坏细胞的情况下识别细胞的方法，并使我们能够研究活细胞，”他说。

当研究小组观察人类和小鼠的 β 细胞时，他们发现具有高 CD63 基因表达的簇 1 β 细胞比其他三种具有低 CD63 表达的 β 细胞产生更多的胰岛素以响应糖分。

“它们是功能非常强大的 β 细胞，”Lo 博士说。“我们认为他们可能承担了生产胰岛素的大部分工作量，因此他们的损失可能会产生深远的影响。”

在喂食导致肥胖的高脂肪饮食的小鼠和患有 2 型糖尿病的小鼠中，这些产生胰岛素的强大 β 细胞的数量减少了。

“由于 cluster 1/high CD63 细胞的数量下降，你的胰岛素产量可能会减少，这可能在糖尿病的发展中发挥重要作用，”他说。

将具有高 CD63 产量的 β 细胞移植到患有 2 型糖尿病的小鼠体内，可以使它们的血糖水平恢复正常。但是去除移植的细胞会导致高血糖水平恢复。将低 CD63 产生的 β 细胞移植到小鼠体内并不能将血糖恢复到正常水平。移植的低 CD63 β 细胞反而出现功能失调。

Lo 博士说，这一发现可能对使用 β 细胞移植治疗糖尿病具有重要意义。例如，仅移植高 CD63-β 细胞可能更好。他指出，也有可能移植较少的这些高产细胞。Lo 博士的团队还发现，与未患糖尿病的人相比，患有 2 型糖尿病的人具有较低水平的高 CD63 β 细胞。

接下来，Lo 博士和他的同事们想了解糖尿病小鼠体内产生高 CD63 的 β 细胞发生了什么变化，以及如何防止它们消失。

“如果我们能弄清楚如何让它们存活更长时间、存活和发挥功能，那可能会导致更好的方法来治疗或预防 2 型糖尿病，”他说。

他们还想研究现有的糖尿病治疗方法如何影响所有类型的 β 细胞。GLP-1 激动剂有助于增加糖尿病患者胰岛素的释放，与产生高和低 CD63 的 β 细胞相互作用。

“我们的研究还表明，GLP-1 激动剂也可能是一种让低 CD63 生成的 β 细胞更好地工作的方法，”Lo 博士说。