用锌再生胰岛素生成细胞可以解决糖尿病产生的根本原因
2018/12/10 23:21:42 世界医疗科技资讯
糖尿病是一种日益严重的全球性流行病。截至2015年，全球有4亿成年人受到糖尿病的影响，其中约1亿在中国。当身体无法产生足够的胰岛素时就会发生糖尿病。目前的多种糖尿病疗法，从注射补充胰岛素到新的GLP-1激动剂，大都无法解决疾病的根本原因。
在胰腺中再生胰岛素生成细胞的能力将起到作用，但到目前为止，这已被证明是一个难以捉摸的目标。近日，美国加州斯坦福大学的一个研究组发现锌元素在这方面可能有妙用。论文发表在《Cell Chemical Biology》上。
事实证明，产生胰岛素的β细胞对锌具有特别强烈的需要。研究人员正在利用这种与锌的亲和力来指导再生医学对细胞的作用。
糖尿病发生在当身体不能产生足够的胰岛素，所以该研究的资深作者，斯坦福大学的内分泌学家贾斯汀·阿纳，医学博士，一直试图开发的药物，可以帮助再生产生胰岛素的β细胞。他的团队最近在一种已知的抗癌药物JNK抑制剂CC-401中找到了这样的候选药物。
根据Annes最近在Endocrinology杂志上发表的一项研究，CC-401在体外和啮齿动物中诱导了β细胞复制。然而，有一个主要问题：药物的作用机制也增加了许多通常被抑制的基因的表达。这触及了不受控制的脱靶细胞复制，这可能会导致严重的副作用。
所以Annes把注意力转向锌。科学家们知道，β细胞吸收的锌比周围细胞多1000倍，这种特性已被用于帮助科学家在视觉上识别胰腺组织中的β细胞。Annes认为，这意味着锌作为β细胞再生药物的“灯塔”具有潜力。
在药物化学家的帮助下，Annes团队提出了一项基于螯合作用的成熟技术的策略，该技术通常用于治疗铅和汞中毒。螯合作用涉及一种与金属结合的药物，然后可以从体内排出。
斯坦福大学的研究小组使用了一种锌螯合剂，它可以在β细胞中积累，并与β细胞再生疗法联系起来。他们表明，在大鼠细胞中，这种组合有助于β细胞比其他细胞类型复制约250%。研究小组在“细胞化学生物学”杂志上报告说，对人体细胞的研究返回了一个较小但仍然显着的130%的优势。
其他科学家正在探索用于再生β细胞的各种想法，作为糖尿病的潜在治疗方法甚至治疗方法。例如，AstraZeneca和Ionis正在研究在β细胞中使用反义寡核苷酸来沉默破坏胰岛素生成的基因。迈阿密大学的科学家们最近发现了胰腺干细胞的来源，可以转化为β-细胞，从而补充β细胞。
斯坦福大学的团队仍有很长的路要走，以证明他们的锌螯合方法可以提供再生疗法。“这是β细胞选择性交付复制分子的第一个示范，” 说阿纳在一份声明中。一个挑战是在整个身体的细胞中发现锌，因此存在治疗将进入其他器官，导致副作用的风险。研究人员计划致力于提高该技术的β细胞选择性，以期进一步开发它以治疗糖尿病。
胰腺中的β细胞是生成胰岛素的细胞，如果能在胰腺中再生β细胞，将能够改变糖尿病的治疗局面，但迄今为止这个目标都极有挑战性。近日，美国加州斯坦福大学的一个研究组发现锌元素在这方面可能有妙用。论文发表在《Cell Chemical Biology》上。
当肌体无法维持正常血糖水平时会发生糖尿病。血糖失调的原因可以是肌体对胰岛素产生抗性，也可以是β细胞被免疫系统攻击或者功能失调，导致无法生成足够的胰岛素。该研究的资深作者、斯坦福大学内分泌学家Justin Annes博士一直在努力开发能够帮助β细胞再生的药物。他的团队最近找到一种抗癌药物CC-401有这样的作用。
CC-401是种JNK抑制剂，在体外模型和动物模型中能诱导β细胞复制。可惜的是，CC-401有一个主要问题：该药物的作用机制导致许多通常被抑制的基因也表达，从而促进了非目标细胞的复制，这可能会导致严重的副作用。
于是Annes团队把注意力转向锌。研究者已经知道，β细胞吸收的锌比周围细胞多1000倍，这种特性已被科学家用于识别胰腺组织中的β细胞。Annes认为锌有潜力作为β细胞再生药物的“灯塔”，吸引药物达到β细胞来帮助它们复制。
▲这一研究摘要示意图(图片来源：《Cell Chemical Biology》
为达到这个目的，Annes团队设计出一项基于螯合作用的策略，螯合技术是利用一种能与金属结合的药物，聚集体内的金属并将其从体内排出，该技术通常用于治疗铅和汞中毒。Annes团队使用一种可以积累在β细胞中的锌螯合剂，并将其与β细胞再生药物结合起来。实验结果显示，在大鼠细胞中，这种锌螯合剂加再生药物的组合能帮助β细胞复制，是其他细胞类型的250%。在人体细胞中，这种组合也有效，大约能给β细胞带来130%的复制优势。
“这是将促复制分子选择性递送给β细胞的首次证明，”Annes在一份声明中说。对于这项技术，有个挑战是全身细胞中都存在锌，因此这种疗法有进入其他器官导致副作用的风险。研究人员计划进一步提高该技术的β细胞选择性，以期能利用它来治疗糖尿病。
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