Nat:糖尿病再生医学疗法或见曙光 不成熟β细胞储备库

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Nature：糖尿病再生医学疗法或见曙光
含Fl蛋白β泌胰 不含前β

2016-07-14 23:39



图片来源：www.sciencedaily.com

2016年7月14日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，发表于国际杂志Nature上的一项研究报告中，来自德国慕尼黑理工大学和德国糖尿病研究中心的科学家们通过研究发现，标志物Flattop可以将胰岛素β细胞再细分为维持葡萄糖代谢的细胞以及成熟的细胞，这些成熟的β细胞会发生频繁分裂并且适应不同的代谢改变，该研究或为后期科学家们开发再生糖尿病疗法提供新的希望。

当机体中葡萄糖水平升高时，胰腺β细胞就可以产生代谢激素胰岛素，从而维持机体的葡萄糖水平，如果β细胞被破坏或失去正常功能，就会引发严重疾病的发生，比如糖尿病；然而所有的β细胞并不都是一样的，研究者认为β细胞存在着不同的亚群，但截止到目前为止，其背后隐藏的分子机制研究者并不清楚。

本文研究中，研究者Lickert及其同事通过研究开始寻找可以对β细胞再进行细分的分子标志物，最后他们发现了这种名为Flattop的特殊蛋白分子标志物，Flattop在大约80%的β细胞中都存在，这些β细胞可以高效地确定环境中葡萄糖的浓度并且分泌适量的胰岛素来平衡机体血糖，同时这些细胞还表现出了成熟β细胞的代谢特性。

研究者指出，不含有Flattop蛋白的β细胞往往会发生高比率地增殖，在我们的实验模型中，相比含有Flattop蛋白细胞而言，这些β细胞的增殖效率是前者的4倍。有假设认为不含有Flattop的活性分裂细胞可以作为代谢活性细胞的前体，为了验证该假设，研究人员绘制了单一β细胞的命运图谱，这种所谓的谱系追踪技术就可以帮助解释增殖性的祖细胞如何发育成为具有代谢特性的成熟β细胞；当研究者将这些细胞置于人工微型的迷你器官样3D环境中时，利用遗传分析结果发现，在没有Flattop的β细胞中，感知环境的主要基因开始表达了，而含有Flattop的细胞则开始启动经典的代谢程序了。

研究者Lickert说道，我们的研究结果表明，Flattop阴性的细胞是一类不成熟的β细胞储备库，其可以持续自我更新并且补充成熟的β细胞；文章中研究者将β细胞分为这两类细胞对于后期理解β细胞发挥作用的信号通路提供了一定基础，同时也为开发再生糖尿病疗法带来帮助。β细胞的异质性已经被研究了50多年了，本文的研究对于深入理解β细胞的行为作用机制非常关键。

未来研究者将重点关注两个方面的研究，第一就是开发再生医学疗法来再生内源性的β细胞从而替换糖尿病患者机体中异常或者缺失的β细胞；第二就是在细胞培养液中由干细胞培养出功能性的β细胞来用作细胞替代疗法，进而更加高效地治疗糖尿病。（生物谷Bioon.com）

Identification of proliferative and mature β-cells in the islets of Langerhans

Erik Bader, Adriana Migliorini, Moritz Gegg, Noah Moruzzi, Jantje Gerdes, Sara S. Roscioni, Mostafa Bakhti, Elisabeth Brandl, Martin Irmler, Johannes Beckers, Michaela Aichler, Annette Feuchtinger, Christin Leitzinger, Hans Zischka, Rui Wang-Sattler, Martin Jastroch, Matthias Tschöp, Fausto Machicao, Harald Staiger, Hans-Ulrich Häring, Helena Chmelova, Julie A. Chouinard, Nikolay Oskolkov, Olle Korsgren, Stephan Speier et al.

http://www.nature.com/nature/jou ... ll/nature18624.html



http://news.bioon.com/article/6685686.html/

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前沿 | Nature: 这个蛋白可支招糖尿病细胞疗法

来源：药明康德 2016-07-15 10:54

众所周知，胰岛中的β细胞会在血糖升高时释放胰岛素，以控制血糖水平。如果这些细胞受损或失能，则会严重削弱机体的血糖调控能力，从而导致糖尿病。

不过，胰岛β细胞并非“铁板一块”，而是具有相当的异质性。这些细胞在大小、对血糖的反应性、胰岛素分泌和分化潜力等方面均具有明显的差异性。

“人们早就知道，胰岛β细胞是可以被分成各种亚群的，”德国亥姆霍兹慕尼黑中心（Helmholtz Zentrum München）的Heiko Lickert教授说道：“但直到如今，我们在分子层面上仍对此知之甚少。”



▲显微镜下的胰岛（红色结构）

事实上，就在最近，Heiko Lickert教授的研究团队在这一问题上取得了巨大的突破。他们发现了区分不同胰岛β细胞亚群的一个重要蛋白Flattop，后者实为一平面细胞极性（PCP）效应蛋白，在胰岛β细胞的分化和成熟中发挥着重要作用。这一成果发表于最新的《Nature》期刊上。

研究显示，Flattop存在于近80%的胰岛β细胞中。这些细胞能够感知血糖浓度，并依此分泌胰岛素，因此显示出了一个成熟胰岛β细胞的代谢特性。相比之下，无Flattop表达的胰岛β细胞则表现出高度的增殖活性，其细胞分裂强度比Flattop阳性细胞高出四倍多。

为了厘清这两种细胞之间的关系，研究者采用了细胞谱系示踪（cell lineage tracing）技术，发现了具有增殖活性的Flattop阴性胰岛β细胞可分化为Flattop阳性的成熟胰岛β细胞。不仅如此，当被置于人造的三维微型胰岛模拟装置中时，Flattop阴性胰岛β细胞可在PCP配体的促发下分化为Flattop阳性的胰岛β细胞。

▲Heiko Lickert教授

“我们的结果显示，Flattop阴性胰岛β细胞相当于一个为成熟细胞的储存库，能够持续性地自我更新，以对成熟胰岛β细胞进行不断的补充，” Heiko Lickert教授说道：“人们研究胰岛β细胞的异质性已经超过50年了。如今，在有了先进的技术后，我们终于可以开始了解这些细胞的行为了。”

借着这一发现，研究者希望对这两种亚群细胞中的信号通路进行全面的分析，并以此推动胰岛再生技术的开发，以最终造福广大糖尿病患者。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

[1] Identification of proliferative and mature β-cells in the islets of Langerhans

[2] New approach for regenerative diabetes therapy



http://news.bioon.com/article/6685864.html