糖尿病曾經是一種無法治癒甚至可致命的疾病,患者只能通過苛刻的飲食限制來延緩疾病的進展,甚至有部分患者死於飢餓。直到1921年,加拿大科學家Frederick Banting進行了一系列動物實驗,發現並成功提取到了胰島素,並於1922年應用於臨床。胰島素的發現和應用挽救了大量糖尿病患者的生命。至今,胰島素注射仍然是糖尿病患者的主要治療方式。
一百年後的今天,仍然沒有任何藥物治療可以阻止或逆轉糖尿病的進展。憑藉發現胰島素的功績獲得諾貝爾獎的弗雷德裡克·班廷,在接受諾獎時就說,胰島素並不能治癒糖尿病,治療的只是糖尿病的症狀。一百年快過去了,「治癒糖尿病」有什麼新進展嗎?
在最新一期《自然》上,德國亥姆霍茲慕尼黑中心的科學家們提供了一種新思路:抑制胰島β細胞上一種名為Inceptor的分子,就能恢復這些細胞對胰島素的敏感性,使它們增殖並產生更多胰島素,從而有助於血糖控制和糖尿病治療[1]。
本項研究重點是開發治療糖尿病的再生方法,用於補充和替代經典的免疫和代謝療法。所發現的胰島素抑制受體是β細胞的保護和再生療法中一個很有前景的分子靶點,而且,採用再生療法不會發生類似胰島素強化治療所導致的意外副作用。
"胰島β細胞自身的胰島素抵抗會引發糖尿病,使β細胞變得對胰島素敏感的療法可能會使糖尿病患者免受β細胞喪失和衰竭的影響。"論文通訊作者Heiko Lickert教授說道。
研究團隊分析了小鼠胚胎期細胞,尋找在胰島發育成熟、產生大量β細胞的關鍵期表達水平較高的基因,從而找到了本次研究的主角Inceptor,當然這個名字是研究團隊給的簡稱,它的全名暫定為「胰島素抑制性受體」。Inceptor分子的結構及其在胰島β細胞內的分布敲除小鼠全身的Inceptor基因後,小鼠的血糖水平會大幅下降,甚至低到危及生命,需要注射葡萄糖來救命的程度,說明小鼠體內產生了大量的胰島素,對胰島的觀察也證實胰島體積明顯增大,β細胞數量增多。
基因層面的分析也顯示在敲除Inceptor後,胰島β細胞內由胰島素/胰島素樣生長因子-1(IGF1)調控的PI3K-AKT等下遊信號通路明顯被激活,遮蔽這些細胞的屏障消失了。而特異性敲除胰島β細胞的Inceptor基因,也能有相似的效果。
進一步的分析顯示,Inceptor之所以能阻止胰島素對胰島β細胞的影響,是因為它能激活網格蛋白介導的內吞作用,使胰島β細胞將表面的胰島素和IGF1受體吞進細胞,這樣胰島素被分泌出來,就找不到胰島β細胞表面的作用位點了。
由於這些受體被吞入細胞內,不僅胰島β細胞的自分泌作用不會被激活,就連其它β細胞分泌胰島素,通過旁分泌作用實現影響也做不到了,這樣就可能導致2性糖尿病中常見的「胰島素抵抗」。
而使用特定單抗阻斷這一內吞過程,就能恢復胰島β細胞對胰島素的敏感性,重新讓胰島健康起來,產生更多的胰島素,這對於1型、2型糖尿病的治療,都是相當有用的思路。
參考資料:
1# Ansarullah, Jain, C., Far, F. F. et al. Inceptor counteracts insulin signalling in β-cells to control glycaemia. Nature (2021)
2# Diabetes: Neue Entdeckung könnte die Behandlung künftig verändern(來源:Helmholtz Zentrum München)
3# Louis Rosenfeld. Insulin: Discovery and Controversy. Clinical Chemistry (2002)