科学家发现了一种针对糖尿病患者的潜在新疗法,这可能成为2型糖尿病管理领域的一项重大突破。
最新研究聚焦于一个特定基因SMOC1。在健康人体内,该基因通常仅在α细胞中活跃,α细胞产生胰高血糖素——一种调节血糖水平、升高血糖的激素。
然而,在2型糖尿病(T2D)患者体内,SMOC1基因在β细胞中活跃。这是一个关键问题,因为β细胞产生胰岛素——另一种调节血糖水平、降低血糖的激素。
在2型糖尿病患者中,β细胞被重新编程为功能失调的类似α细胞,而SMOC1基因是这种有害转变的主要驱动因素。
此外,将SMOC1蛋白引入健康β细胞会损害其产生和释放胰岛素的能力。无法有效产生或使用胰岛素是糖尿病的定义性特征。
发现SMOC1是驱动这种有害转变的关键元凶,可能有助于开发一种阻断SMOC1作用并阻止2型糖尿病进展的药物。
City of Hope(美国最先进癌症治疗机构之一)的研究员、该研究的共同通讯作者盖明·卢尔博士表示:"正常情况下,SMOC1在健康人的α细胞中活跃。但我们发现它也开始出现在糖尿病患者的β细胞中。它本不应该出现在那里。"
该研究将SMOC1确定为β细胞功能障碍的关键驱动因素,使其成为一个有希望的药物靶点。阻断它可能保护胰岛素产生细胞并阻止2型糖尿病的进展。
City of Hope的科学家利用先进的单细胞RNA测序技术,分析了26名捐赠者的胰腺组织:13名患有2型糖尿病(影响超过3700万美国人),13名没有患病。
这种方法使研究人员不仅能够识别细胞类型,还能将细胞分类为精确的组别,并绘制出导致2型糖尿病患者胰岛素产生细胞转变和功能障碍的异常通路。
在收集了大量基因数据集后,研究团队使用复杂的计算分析来确定五种α细胞亚型,包括AB细胞——可以发育成α或β细胞的未成熟细胞。
为确认SMOC1基因是β细胞功能障碍的关键驱动因素,研究人员在实验室中提高了人体β细胞中的SMOC1水平,并观察到了直接的有害影响。
胰岛素产量下降,细胞开始失去其特性,转变为另一种功能失调的细胞类型。
进一步测试显示,SMOC1通过同时阻止胰岛素分泌并破坏细胞产生新功能胰岛素的能力,使β细胞功能受损。
这一点至关重要,因为胰岛素是一种向人体细胞发出信号的激素,允许血液中的糖分进入并被用作能量。
如果没有足够正常运作的胰岛素,糖分会在血液中积聚,这是定义糖尿病的高血糖水平的根本原因。
研究人员的最后一轮验证显示,糖尿病患者的SMOC1蛋白水平显著更高,关键的是,这种蛋白存在于胰岛素产生β细胞本身内,证实了其在人类疾病中的作用。
City of Hope高级研究助理、该研究的共同作者兰迪·康表示:"SMOC1基因在糖尿病中的研究几乎很少。基于这些特性,我们怀疑SMOC1强烈影响β细胞的分化和功能。"
这一发现为糖尿病治疗开辟了新领域。
虽然目前像奥泰美(Ozempic)这样的GLP-1受体激动剂类药物可以管理血糖,但直接靶向并抑制SMOC1的疗法可能是首个通过保护β细胞的身份和功能来解决β细胞功能障碍根本原因的治疗方法,有可能阻止或逆转疾病进展。
目前,尚无针对2型糖尿病SMOC1基因的获批基因疗法。SMOC1作用的发现非常近期,使其处于治疗开发的最早阶段。
该研究发表在《自然通讯》期刊上。
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