《Cell Metabolism》产生胰岛素的细胞实际上有两种亚型
J. Andrew Pospisilik博士β细胞是人体代谢平衡的关键守护者。它们是唯一能够产生胰岛素的细胞，胰岛素通过指定饮食中的糖立即使用或储存来调节血糖水平。在1型糖尿病中，β细胞受到人体自身免疫系统的攻击，使它们无法产生胰岛素。2型糖尿病由胰岛素抵抗引起;一个人的饮食导致的过量血糖会导致胰腺中的β细胞超时工作。最终，β细胞不能再跟上，血糖浓度会上升到危险的高水平。这两种疾病都是通过增强胰岛素的作用来治疗的，要么是通过提供胰岛素本身，要么是通过增强胰岛素的活性并释放到血液中。一些1型糖尿病患者可能会选择β细胞移植，这是一种实验性手术，将来自供体的功能正常的细胞植入胰腺。发表在《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志上的新发现提出了几种潜在的途径，可以为未来的糖尿病治疗提供信息，比如调整移植中β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β细胞亚型彼此之间是离散的，一致的。这表明它们作为胰岛素生产者有两种不同但必要的功能。每个人都有自己的角色，”范安德尔研究所教授、该研究的资深作者J. Andrew Pospisilik博士说。“我们还看到了糖尿病中一种亚型与另一种亚型比例的差异。了解这两种细胞类型——以及它们之间的关系——让我们对糖尿病有了更清晰的认识，并为治疗提供了新的机会。”科学家们早就认识到β细胞之间的差异，但这项研究是第一次清楚地描述特定的细胞亚型。这些发现在小鼠模型和人β细胞样本中都得到了证实。研究作者将这两种类型描述为&szlig;HI和&szlig;LO特定功能、大小、形状和表观基因组特征等方面存在差异。它们还表现出表面标记的对比模式，帮助细胞发送和接收化学信息。&szlig;HI细胞似乎在2型糖尿病中更为普遍。重要的是，这些亚型可以通过一种叫做CD24的蛋白质的存在或不存在来区分，CD24作为一种标记，允许针对一种类型而不是另一种类型。这种区别可能会为制定更精确的糖尿病治疗策略提供信息，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β细胞在生命早期如何发育的已知知识：β细胞是人体内最长寿的细胞之一，寿命为30至40年。像所有细胞一样，最早的β细胞来自干细胞，。这个过程在很大程度上是由一种叫做转录因子的特殊蛋白质指导的，它可以开关基因的“打开”和“关闭”。然而，该研究表明β细胞可能是个例外。研究人员发现表观遗传剂量而不是转录因子是β细胞成为&szlig;HI和&szlig;LO的决定背后的驱动力。这是表观遗传剂量首次被证明可以改变相关细胞类型的比例。像转录因子一样，表观遗传标记告诉基因什么时候活跃，什么时候沉默。表观遗传剂量是指这些标记的数量。在β细胞中，研究小组之前发现了一个名为H3K27me3的表观遗传标记作为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&szlig;HI和&szlig;LO因此，为潜在的新的糖尿病治疗方法提供了一个新的目标。“这种机制的美妙之处在于它的新颖性——它完全是由表观遗传学驱动的，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，这就引发了一系列问题，对治疗产生了影响。”马普免疫生物学和表观遗传学研究所的Erez Dror博士是这项研究的第一作者。Epigenetic dosage identifies two major and functionally distinct β cell subtypes