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降糖药“复活”胰岛细胞有奥秘

作者:仰东萍 姜雅菲 魏蕊 来自:健康报 时间:2024-04-15 文章点击率:

——【健康报】3 月 27 日第 6 版,内分泌科魏蕊、洪天配团队与泌尿外科/生殖医学科张哲团队合作,发表胰岛β细胞再生研究成果。

近日,北京大学第三医院内分泌科魏蕊研究员、洪天配教授团队与泌尿外科/生殖医学中心男科张哲副研究员团队合作,在内分泌代谢专业期刊、美国糖尿病学会官方期刊《糖尿病》(Diabetes)在线发表了题为“肠道菌群—色氨酸代谢—GLP-1轴参与介导达格列净促进胰岛β细胞再生”的研究成果。

该研究主要发现SGLT2抑制剂达格列净促进胰岛β细胞再生的新机制,揭示了肠道菌群—色氨酸代谢—GLP-1轴在维持胰岛β细胞数量和功能中的重要作用,为揭示药物作用新靶点、优化糖尿病治疗策略提供理论基础。该研究成果为魏蕊研究员、洪天配教授团队关于胰岛β细胞再生及其机制系列研究成果之一。

近年来,糖尿病的患病率不断攀升,全球约5.37亿人罹患糖尿病,约占总人群的10.5%。糖尿病已成为严重危害人类健康和生命的重大公共卫生问题。胰岛β细胞数量减少和功能下降是糖尿病发病的重要原因。因此,寻找能够恢复β细胞数量和功能的方法是糖尿病防治的重要策略。

钠-葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂是一类新型降糖药,可通过促进葡萄糖从肾脏排出体外而降低血糖水平。令人意外的是,该类药物还能够保护患者的胰岛β细胞功能。魏蕊研究员、洪天配教授团队于2020年在《代谢》(Metabolism)杂志首次报道了SGLT2抑制剂达格列净能够促进糖尿病小鼠的胰岛β细胞再生,并且揭示了再生的具体路径:1.促进β细胞增殖,使β细胞变多;2.激活胰腺前体细胞(又称胰腺干细胞),并促进其分化形成新的β细胞,从源头上产生更多的β细胞;3.诱导其他类型的胰岛细胞(比如分泌胰高糖素的α细胞)转变为分泌胰岛素的β细胞。然而,SGLT2抑制剂究竟如何促进β细胞再生,其机制仍未被阐明。

揭秘促进胰岛β细胞再生的机制

为解答这一科学问题,学者们首先想到的是,SGLT2抑制剂能否直接作用于胰岛促进其再生?魏蕊研究员、洪天配教授研究团队和国外多个研究小组的研究均证实胰岛β细胞不表达SGLT2,因此SGLT2抑制剂极有可能不是直接作用于β细胞,而是通过某种循环因子来间接促进β细胞再生。

该研究通过多组学筛选联合分析发现,在SGLT2抑制剂干预下,与色氨酸代谢相关的肠道菌群、菌群代谢物、血浆代谢物均发生了显著改变。

随后,该研究团队利用上述策略筛选出来的代谢物分别培养小鼠L细胞(一种肠道内分泌细胞)和人类胰岛,证实色氨酸可分别促进肠道激素胰高糖素样肽-1(GLP-1)和胰岛素的分泌。由于色氨酸可提高β细胞存活,GLP-1能够促进β细胞再生,故研究者推测SGLT2抑制剂促进β细胞再生可能与色氨酸和GLP-1水平升高有关。

接下来,该研究团队分别采用SGLT2抑制剂干预后小鼠的肠道粪菌移植、色氨酸或SGLT2抑制剂干预2型糖尿病小鼠,结果发现上述三种干预方法均能够升高血循环中色氨酸、GLP-1及胰岛素水平,并增加β细胞数量。这提示SGLT2抑制剂干预后重塑的肠道菌群、色氨酸及SGLT2抑制剂本身均可促进β细胞再生。采用药理学抑制和基因敲除两种策略阻断GLP-1下游信号GLP-1受体的活性后,上述三种干预方法促进β细胞再生的作用均被显著削弱。这提示肠道菌群-色氨酸-GLP-1轴参与介导SGLT2抑制剂促进β细胞再生的作用。

综上,该研究阐明了SGLT2抑制剂促进胰岛β细胞再生的机制,为2型糖尿病治疗提供了新视角。

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