Cell：糖尿病研究重大突破！青蒿素可让α细胞产生胰岛素

2016-12-07 佚名生物谷

一种简单而又优雅的策略有望治疗1型糖尿病：在病人体内，利用新产生的分泌胰岛素的细胞替换受到破坏的β细胞。多年来，为了诱导这种转化，全世界的科学家们已利用干细胞或成体细胞尝试过多种方法。他们的努力已导致人们对参与β细胞发育的分子机制有了基本了解，然而能够成功实现这一点的化合物是缺乏的。奥地利科学院CeMM分子医学研究中心小组领导者Stefan Kubicek及其团队最终取得领先：在他们最新的发表在C

一种简单而又优雅的策略有望治疗1型糖尿病：在病人体内，利用新产生的分泌胰岛素的细胞替换受到破坏的β细胞。多年来，为了诱导这种转化，全世界的科学家们已利用干细胞或成体细胞尝试过多种方法。他们的努力已导致人们对参与β细胞发育的分子机制有了基本了解，然而能够成功实现这一点的化合物是缺乏的。此前也有报道：Cell：青蒿素或可治I型糖尿病

奥地利科学院CeMM分子医学研究中心小组领导者Stefan Kubicek及其团队最终取得领先：在他们最新的发表在Cell期刊上的一项研究（doi:10.1016/j.cell.2016.11.010）中，他们证实青蒿素可促进这种转化。利用一种经过特殊设计的全自动化测试方法，他们测试了一个代表性的药物文库对体外培养的α细胞的影响，结果发现这种抗疟疾药物能够达到要求。Stefan Kubicek解释道，“通过我们的研究，我们能够证实青蒿素改变产生胰高血糖素的α细胞的表观遗传程序，并且诱导它们的生化功能发生深刻的变化。”

在胰腺的胰岛中，α细胞和β细胞与至少三种其他的高度特化的细胞类型一起形成，其中胰岛是体内调节血糖的控制中心。作为β细胞产生的激素，胰岛素指示降低血糖，而α细胞产生的胰高血糖素具有相反的影响。但是这些细胞是灵活的：之前的研究已表明在发生极大的β细胞损失后，α细胞能够补充产生胰岛素的细胞。表观遗传主调节因子Arx被鉴定为在这种转化过程中发挥着关键性作用的分子。

Stefan Kubicek说，“Arx调节着很多在α细胞的功能性中发挥着至关重要作用的基因。我们的合作者Patrick Collombat团队之前的研究已证实对Arx进行基因敲除会导致α细胞转化为β细胞。”然而，这种效应仅在活的模式生物中观察到---完全不清楚的是，来自周围的细胞或者甚至远处的器官的额外因子是否也发挥作用。为了排除这些因子，Kubicek团队与来自诺和诺德公司的Jacob HecksherSorensen团队合作设计特殊的α细胞系和β细胞系以便在与它们的环境相隔离的情形下分析它们。他们证实Arx缺失足以改变α细胞身份，而并不依赖于体内的影响。

利用这些细胞系，研究人员如今能够测试他们的化合物文库，结果发现青蒿素发挥着与Arx缺失相同的效果。通过与Christoph Bock、Giulio Superti-Furga和Tibor Harkany等人密切合作，他们揭示出青蒿素重塑α细胞的分子作用机制：这种化合物结合到一种被称作桥尾蛋白（gephyrin）的蛋白上，其中桥尾蛋白会激活GABA受体。随后，一系列生化反应变化导致胰岛素产生。Patrick Collombat的另一项发表在同期Cell期刊上的研究（doi:10.1016/j.cell.2016.11.002）证实在模式小鼠体内，注射GABA也导致α细胞转化为β细胞，这提示着这两种物质靶向相同的机制。

除了这些细胞系实验之外，这种抗疟疾药物的效果也在模式生物中得到证实：Stefan Kubicek团队和他们的合作者观察到在糖尿病模式斑马鱼、小鼠和大鼠体内，一旦注入青蒿素，就会增加β细胞数量和改善血糖稳态平衡。鉴于青蒿素在斑马鱼、啮齿类动物和人类中的分子靶标是非常类似的，对α细胞的影响也将在人体中发生的机会是较高的。Stefan Kubicek说，“明显地，青蒿素的长期影响还需进行测试。特别地，人α细胞的再生能力迄今为止仍是未知的。再者，这些新的β细胞必须受到免疫系统的保护。但是我们相信针对青蒿素和它们的作用机制的发现能够成为一种全新的1型糖尿病疗法的基础。”

原始出处：

Jin Li，Tamara Casteels，Thomas Frogne，Camilla Ingvorsen.Artemisinins Target GABAA Receptor Signaling and Impair α Cell Identity.Cell.December 2016

Nouha Ben-Othman, Andhira Vieira, Monica Courtney10, Fabien Record11, Elisabet Gjernes, Fabio Avolio, Biljana Hadzic, Noémie Druelle, Tiziana Napolitano, Sergi Navarro-Sanz, Serena Silvano, Keith Al-Hasani12, Anja Pfeifer13, Sandra Lacas-Gervais, Gunter Leuckx, Laura Marroquí, Julien Thévenet, Ole Dragsbaek Madsen, Decio Laks Eizirik, Harry Heimberg, Julie Kerr-Conte, François Pattou, Ahmed Mansouri, Patrick Collombat.Long-Term GABA Administration Induces Alpha Cell-Mediated Beta-like Cell Neogenesis .cell.2016.11

作者：佚名

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