青蒿素数十年来一直被用于治疗疟疾。现在科学家们发现,青蒿素还能使胰腺中生产胰高血糖素的α细胞转变为β细胞。这项研究,为人们提供了一条治疗1型糖尿病的简单策略。
“青蒿素可以改变α细胞的表观遗传学程序,诱导深远的生化功能改变,”
胰腺中的胰岛是机体的血糖调控中心,由α细胞、β细胞和其他高度特化的细胞组成。β细胞生产的胰岛素可以减少血糖,而α细胞生产的胰高血糖素起相反的作用。不过,这些细胞是灵活多变的。此前有研究显示,β细胞大量损失之后α细胞可以对其进行补充,而表观遗传学主调控子Arx是这个转变的关键。
Arx调控许多对α细胞功能至关重要的基因,敲除Arx会使α细胞转化为β细胞。为了排除环境对细胞的影响,研究人员设计了特殊的α细胞和β细胞系。他们证实,缺乏Arx就足以改变α细胞的身份。研究人员还用这些细胞对现有药物进行测试,发现青蒿素能起到与Arx缺失相同的作用。
研究显示,青蒿素与蛋白gephyrin结合,gephyrin激活GABA受体,而GABA受体是细胞信号传导的核心开关。这改变了大量的生化反应,促使α细胞生产胰岛素。另一项糖尿病研究中,给小鼠模型注射GABA也能使α细胞转变为β细胞。这两种物质很可能靶标同一个机制。
研究人员还在模式生物中展示了青蒿素的效果。研究表明,在糖尿病斑马鱼、小鼠和大鼠中青蒿素能增加β细胞的量并改善血糖内稳态。鱼类、啮齿类和人类的青蒿素分子靶标非常相似,很可能这样的效果也会在人体内发生。
研究人员此前发现,去除蛋白Gal3(galectin-3)可以在肥胖和糖尿病小鼠模型中逆转胰岛素抗性和葡萄糖耐受不良。
当机体无法有效降低血糖的时候,糖尿病就会悄然发生。多年来糖尿病一直被认为是一种“生活方式病”,其实这种疾病有着牢固的遗传学根基。研究团队发现,β细胞基因缺陷是两种糖尿病的共同根源。
人们普遍认为,血糖水平主要受胰岛素、肝脏和肌肉的影响。然而科学家们证实,大脑神经元的线粒体也在系统性血糖控制中起到了至关重要的作用。这项研究显示,大脑的一部分神经元能够感觉到血糖水平的改变,它们的线粒体会随之做出适应性改变。这种线粒体改变在机体的血糖控制中起到了核心作用