检查β细胞耳语基因及其对未来糖尿病治疗的影响

当身体产生的胰岛素激素(一种维持健康血糖的激素)数量不足或身体不能有效地利用它产生的胰岛素时，就会患上糖尿病，这种糖尿病影响着全世界数百万人。

当β 细胞的数量太少或它们不能正常运作时，就没有足够的胰岛素被释放。β细胞相互交流，以协调的方式分泌胰岛素。

来自德国德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所 (MPI-CBG)、德累斯顿保罗朗格汉斯研究所 (PLID) 以及芬兰奥卢大学和丹麦哥本哈根大学的一个国际科学家团队现在表明， β细胞中的基因Wnt4使它们能够感知葡萄糖并释放激素胰岛素，使体内其他细胞能够储存葡萄糖。这些见解可能有助于在未来为糖尿病治疗创造替代β细胞。

出生时，婴儿开始吃食物并将其转化为能量。许多营养物质可以转化为糖(葡萄糖)并释放到血液中。较高的血糖水平向胰腺中的β细胞发出信号以释放胰岛素，从而使血糖进入细胞以将其作为能量使用或储存。然而，在生命的不同阶段，感知食物的β细胞需要适应不同的食物和需求。

在Nature Communications最近的一项研究中，MPI-CBG 主任 Anne Grapin-Botton 及其在德累斯顿和丹麦哥本哈根诺和诺德基金会干细胞生物学中心的团队，以及来自医学院的同事 Carl Gustav德累斯顿工业大学的 Carus 发现 Wnt4 基因在食物感应 β 细胞中变得活跃，因为它们在出生后早期成熟。

这一切是如何开始的

Wnt4 在胰腺发育中的作用的发现始于 1990 年代哈佛大学，当时的博士后研究员 Anne Grapin-Botton 与现为奥卢大学研究单位负责人的 Seppo Vainio 进行了讨论。“我记得当我在肾脏发育中使用 Wnt4 时，我们推测该信号也会在胰腺发育中发挥作用，”Seppo Vainio 说。但当时研究人员缺乏合适的工具。

20 多年后，Anne Grapin-Botton 实验室的博士后研究员 Keiichi Katsumoto 热衷于找出 Wnt4 基因在胰腺发育中的功能。与此同时，奥卢的 Vainio 实验室进一步开发了他们的小鼠模型：“借助所有这些工具，我们可以在 Anne Grapin-Botton 的研究实验室中针对 Wnt4 功能在胰腺发育和生理学中的作用，”Seppo Vainio 说。

β细胞之间令人兴奋的交流

Keiichi Katsumoto 描述了他所观察到的情况：“我们发现 Wnt4 基因在细胞成熟期间在 β 细胞中表达。开始表达 Wnt4 的细胞停止增殖并变得更有功能。我们看到 Wnt4 减少时，β 细胞分泌少用胰岛素。” 研究小组发现，尽管 β 细胞能够检测到血液中的糖分，但它们对葡萄糖的反应却分泌较少的胰岛素。

“当我们看到没有 Wnt4 基因的老鼠患上糖尿病时，我们知道我们发现了一些重要的东西，但我们不明白它是如何起作用的，”监督这项研究的 Anne Grapin-Botton 说。

“我们从其他器官的工作中了解到，特别是我们的合作者 Seppo Vainio 和他的同事，这个基因是细胞发送给其他器官的信号。发现胰腺中 β 细胞之间的交流，它在几种动物物种和“它的运作机制，特别是它在 β 细胞中引起的深刻代谢变化。但是，我们尚不清楚 β 细胞是否会持续或在特殊情况下释放 Wnt4。这将是我们未来想要探索的东西。”

“结果还表明，出生后不久 Wnt4 的增加使 β 细胞能够成熟，”Katsumoto 说。“我们的下一步是了解为什么 Wnt4 会随着细胞成熟而表达。” 这些结果可以支持开发用于糖尿病治疗 的替代β细胞，并添加Wnt4以促进成熟。

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