在本屆歐洲糖尿病研究學會(EASD)年會上,武曉泓教授作了“存活素(Survivin)表達缺失導致成年小鼠胰管結紮後β細胞增殖受損”的專題報告。國內該領域研究取得哪些進展,又將為臨床帶來哪些啟示?本報特邀武曉泓教授為此作深入解讀。
研究內容介紹
1型和2型糖尿病分別由β細胞量的絕對或相對缺乏所致,了解β細胞量構建和調控的機製有助於發現糖尿病治療的新靶點。本研究旨在明確survivin是否參與成年小鼠胰管結紮(PDL)後β細胞量的再生。
研究者構建了大鼠胰島素啟動子(RIP)驅動的survivin (也稱為Birc5)基因敲除小鼠(通過Cre-loxP重組係統),在胰島β細胞特異性敲除survivin 表達。對成年RIPCre+survivinflox/flox 小鼠及其同窩野生型對照(RIPCre+survivin+/+)小鼠進行部分PDL或假手術,檢測其胰島survivin表達、β細胞功能、β細胞量、細胞增殖、β細胞大小和細胞凋亡變化。
結果表明,PDL術後2周內對照組小鼠結紮的胰腺尾部出現明顯β細胞量再生、β細胞增殖和survivin再表達。PDL術後第7天,對照組小鼠結紮的胰腺尾部出現β細胞量明顯再生、β細胞增殖和數量增加;而β細胞特異性survivin基因敲除小鼠出現糖耐量異常,β細胞量再生、β細胞數量和細胞增殖受損,基因(pAkt)表達下降,並伴β細胞及細胞核增大。雖然結紮的胰腺尾部β細胞簇的數目顯著減少,但突變小鼠中小的β細胞簇(1~10個β細胞)比例有所增加。此外,胰島結構、β細胞發育和細胞凋亡無明顯變化。
該結果提示,部分PDL術後胰島β細胞survivin再表達通過促進β細胞增殖參與成年小鼠β細胞量的再生。與新生的β細胞相比,現存β細胞似乎對survivin具有較強的依賴性。現存β細胞增殖是成年β細胞量再生的重要機製。β細胞新生(若無適當增殖),尚不能在PDL術後再生出足夠的β細胞量。
研究啟示
胰島β細胞數量下降是糖尿病發生發展的中心環節,也是防治重要靶點。
從胚胎期構建、新生期重塑到成年期穩定,胰島β細胞量一直存在動態變化,通過細胞複製、新生、肥大、死亡、萎縮和自噬保持穩定的數量和功能狀態,以適應機體代謝的變化和需求。成年期胰島β細胞量再生機製一直是研究者關注的焦點。
通過50%~70%胰腺切除或PDL誘導成年胰島β細胞量再生的動物試驗提示,可能存在兩種不同機製,即現有β細胞複製或胰島β細胞新生。孰輕孰重,尚不明了。
Survivin是凋亡蛋白抑製因子,掌控細胞周期、有絲分裂,是胚胎期細胞增殖的重要調控因子,出生後基因表達自然關閉。本研究發現,PDL術後成年胰島β細胞再次出現survivin一過性表達,β細胞特異性survivin基因敲除小鼠PDL術後β細胞增殖下降、再生明顯受損,出現糖耐量異常。
總之,深入了解成年期胰島β細胞增殖機製,探討survivin這類胚胎蛋白在成年表達的“開關”調控因素,將為糖尿病預防、早期幹預及促進胰島β細胞的再生治療提供新契機。