研究人员发现了两种产生胰岛素的细胞亚型

由范安德尔研究所和马克斯普朗克免疫生物学和表观遗传学科学家领导的团队已经确定了两种不同的胰岛素生成 β 细胞或 ß 细胞亚型，每种细胞都具有可能具有重要特征的关键特征用于更好地了解和治疗 1 型和 2 型糖尿病。

ß 细胞是身体代谢平衡的重要守护者。它们是唯一能够产生胰岛素的细胞，胰岛素通过指定可立即使用或储存的膳食糖来调节血糖水平。

在 1 型糖尿病中，ß 细胞受到人体自身免疫系统的攻击，使其无法产生胰岛素。

2 型糖尿病起因于胰岛素抵抗;人的饮食导致的过量血糖会导致胰腺中的 ß 细胞超时工作。最终，β 细胞无法再跟上，血糖浓度可能上升到危险的高水平。

这两种疾病都通过增强胰岛素作用来治疗，要么通过提供胰岛素本身，要么通过增强其活性并释放到血液中。一些 1 型糖尿病患者可能会选择进行 ß 细胞移植，这是一种将来自供体的功能细胞植入胰腺的实验性程序。

发表在Cell Metabolism上的新发现提出了几种可能为未来糖尿病治疗提供信息的潜在途径，例如调整移植中 ß 细胞亚型的比例以确保最佳功能。

“所有细胞都在某种程度上有所不同，但这两种 ß 细胞亚型彼此之间存在离散且一致的差异。这表明它们作为胰岛素生产者具有两种不同但必要的功能。他们都是专家，每个人都有自己的角色，” J. Andrew Pospisilik 博士说。， 范安德尔研究所教授和该研究的资深作者。“我们还看到糖尿病中一种亚型与另一种亚型的比例存在差异。了解这两种细胞类型——以及它们之间的关系——可以让我们更清楚地了解糖尿病，并提供新的治疗机会。”

科学家们早就认识到 ß 细胞之间的差异，但这项研究是第一个明确描述特定细胞亚型的研究。这些发现在小鼠模型和人类 ß 细胞样本中均得到证实。

这两种类型——被研究作者描述为 ß HI和 ß LO——在特定功能、大小、形状和表观基因组特征等方面有所不同。它们还表现出对比鲜明的表面标记模式，这有助于细胞发送和接收化学信息。ß HI细胞似乎在 2 型糖尿病中更为普遍。

重要的是，亚型可以通过一种叫做 CD24 的蛋白质的存在与否来区分，CD24 可以作为一种标记物，允许靶向一种类型而不是另一种。这种区别可能会为更精确的糖尿病治疗策略的开发提供信息，并提供一个关键工具，使糖尿病研究人员能够更好地深入研究每种细胞类型。

这些发现还重塑了关于 ß 细胞如何在生命早期发育的已知信息。ß 细胞是体内寿命最长的细胞之一，寿命为 30 至 40 年。像所有细胞一样，最早的 ß 细胞起源于干细胞，它们是可以分化成构成身体的多种细胞类型的白板。这个过程主要由称为转录因子的特殊蛋白质指导，这些蛋白质可以“打开”和“关闭”基因。

然而，该研究表明 ß 细胞可能是个例外。研究人员将表观遗传剂量而非转录因子确定为 ß 细胞决定成为 ß HI或 ß LO的驱动力。这是第一次显示表观遗传剂量可以改变相关细胞类型的比例。

与转录因子一样，表观遗传标记告诉基因何时活跃，何时沉默。表观遗传剂量是指这些标记的数量。在 ß 细胞中，该团队之前确定了一种称为 H3K27me3 的表观遗传标记是分化的关键驱动因素。在这项新研究中，他们发现相同标记的剂量控制 ß HI与 ß LO 的数量，因此，为潜在的新型糖尿病治疗提供了新的目标。

“这种机制的美妙之处在于它的新颖性——它完全由表观遗传学驱动，没有转录因子的帮助，”Pospisilik 说。“这里的关键是表观遗传变化可以被逆转，这引发了一系列对治疗有影响的问题。”