揭开衰老β细胞及其分泌胰岛素的能力的秘密

一项新研究表明，衰老的人类胰腺β细胞表现出衰老的特征，同时保持对其功能至关重要的基因水平升高。尽管处于衰老状态，但这些细胞仍表现出响应葡萄糖释放胰岛素的能力，有助于血糖调节。此外，这些衰老细胞表现出可刺激免疫系统的基因活性增加。这揭示了衰老β细胞在免疫调节中的潜在作用及其与1型糖尿病自身免疫反应的相关性。

由米兰·帕特拉博士和希伯来大学医学院伊泰·本·波拉斯教授和尤瓦尔·多尔教授 领导的一项新研究表明，衰老的人类胰腺β细胞在胰岛素生成中起着至关重要的作用，它们通过染色质重组表现出增强的功能成熟度。此外，研究还发现这些细胞的干扰素通路活性增加，从而刺激免疫系统。这一发现可能为治疗 I 型糖尿病提供一条潜在的新途径。

背景：糖尿病挑战

糖尿病的特征是胰岛素缺乏或抵抗，其病因是胰腺β细胞功能失调，而β细胞负责分泌胰岛素以清除血液中的葡萄糖。增强或保持这些细胞的功能对于开发糖尿病治疗至关重要。全球估计有 4.63 亿成年人(约占全球人口的 1/11)患有这种疾病，由于人口老龄化、城市化、不良饮食和久坐不动的生活方式，这一数字预计还会激增。预测表明，到 2045 年，可能会有超过 7 亿人受其影响，这对医疗保健、经济和公共卫生工作构成了严峻挑战。必须采取紧急行动来遏制这种趋势，需要有效的预防策略、更好的医疗服务以及创新的治疗方法。

主要发现：功能和免疫反应

这项研究发表在《核酸研究》杂志上，表明相当一部分成人胰腺β细胞激活了一种名为p16的基因，这表明它们处于一种类似衰老的状态，称为细胞衰老。有趣的是，这些衰老细胞并没有表现出功能障碍的迹象，而是显示出对其功能至关重要的基因水平升高。因此，与非衰老细胞相比，这些细胞似乎拥有更高的功能和成熟度。这令人惊讶，因为之前在其他组织中发现的衰老细胞通常被认为是功能失调的，具有有害影响。

通过分析衰老β细胞的基因组织，研究人员发现他们改变了基因的包装——染色质，产生了一个重新编程的组织，允许激活功能。因此，衰老的β细胞似乎有能力在葡萄糖大量释放胰岛素时释放胰岛素，这有助于有效调节血糖水平。

这项研究还发现，衰老的β细胞中与免疫系统沟通的基因水平有所升高。这种反应被称为“干扰素反应”，通常用于向免疫细胞发出病感染信号，从而诱发病攻击。然而，衰老的β细胞在没有感染的情况下会激活这一途径：细胞本身的分子变化会模拟这种反应。其潜在后果是刺激免疫细胞攻击β细胞，这是驱动I型糖尿病的基本过程。这意味着衰老的β细胞可能有助于调节免疫反应，对理解I型糖尿病的自身免疫反应可能很重要。阻断这种反应或衰老过程可能有助于防止I型糖尿病在早期阶段进展。

对糖尿病治疗的影响

衰老的胰腺β细胞能够保持高功能性并对免疫信号作出反应，这一发现挑战了衰老细胞纯粹有害的传统观点。这一新认识为旨在保护或增强糖尿病患者β细胞胰岛素分泌功能的潜在疗法打开了大门。

“这些发现至关重要，因为它们表明衰老的β细胞不是负担，而是可能以预先设计的方式发挥作用，随着年龄的增长提高胰岛素的产生，抵消其他有害影响，”伊泰·本·波拉斯教授说。“此外，如果进一步证实β细胞衰老是I型糖尿病早期的一个显著特征，那么通过药物治疗针对这些细胞可能是一种预防β细胞自身免疫攻击的新方法。”