线粒体对于产生细胞能量至关重要，这些能量帮助细胞正常运作。然而，线粒体缺陷与多种疾病的发展有关，包括2型糖尿病。患有这种疾病的患者无法产生足够的胰岛素或利用胰腺产生的胰岛素维持正常的血糖水平。
多项研究表明，糖尿病患者的胰岛素生成β细胞中存在异常的线粒体，无法产生足够的能量。然而，这些研究未能解释为何这些细胞会表现出这种行为。
在一项发表于《科学》杂志上的研究中，密歇根大学的研究人员通过小鼠实验表明，功能失调的线粒体会触发一种反应，影响β细胞的成熟和功能。
“我们希望确定哪些途径对于维持线粒体的正常功能是重要的。”该研究的第一作者、内科研究助理教授Emily M. Walker博士表示。
为此，研究团队破坏了三个对线粒体功能至关重要的成分：线粒体DNA、清除受损线粒体的途径以及维持细胞内健康线粒体池的途径。
“在这三种情况下，相同的应激反应被激活，导致β细胞变得不成熟，停止产生足够的胰岛素，并实际上停止成为β细胞。”Walker说。
“我们的结果表明，线粒体可以向细胞核发送信号并改变细胞的命运。”
研究人员还在人类胰腺岛细胞中确认了他们的发现。
线粒体功能障碍影响多种细胞
研究结果促使团队进一步调查其他受糖尿病影响的细胞。
“失去β细胞是导致2型糖尿病最直接的途径。通过我们的研究，我们现在有了对其机制的解释，并找到了干预和修复根本原因的方法。”密歇根糖尿病研究中心主任Scott A. Soleimanpour博士表示。
“糖尿病是一种多系统疾病——你会增加体重，肝脏产生过多的糖分，肌肉也受到影响。这就是为什么我们还想研究其他组织的原因。”Soleimanpour说。
研究团队在肝细胞和脂肪储存细胞中重复了小鼠实验，发现同样的应激反应被激活。这两种细胞类型都无法成熟和正常工作。
“尽管我们尚未测试所有可能的细胞类型，但我们相信我们的结果可能适用于所有受糖尿病影响的不同组织。”Soleimanpour说。
逆转线粒体损伤可能治愈糖尿病
无论细胞类型如何，研究人员发现线粒体损伤并不会导致细胞死亡。
这一观察结果提出了一个可能性，即如果他们能够逆转损伤，细胞将恢复正常功能。
为此，他们使用了一种名为ISRIB的药物来阻断应激反应。结果发现，在四周后，β细胞恢复了控制血糖水平的能力。
“失去β细胞是导致2型糖尿病最直接的途径。通过我们的研究，我们现在有了对其机制的解释，并找到了干预和修复根本原因的方法。”Soleimanpour说。
研究团队正在进一步解析被破坏的细胞通路，并希望能够在糖尿病患者的细胞样本中复制其结果。
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