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科學:研究人員使用鋅來製造具有再生藥物的胰島素生成細胞

導語:胰島素注射可以控制糖尿病癥狀,但實際上治癒疾病將意味著胰腺中的細胞會產生胰島素,胰島素是一種調節血液中糖含量的激素。一種有希望的方法可能是用藥物刺激那些細胞的再生。但是存在一個主要障礙:由藥物引發的增長是無情的,不僅影響胰腺組織,而且影響整個身體。

現在,斯坦福大學內分泌學家和化學家團隊採用了研究人員早已知道但從未被開發用於治療的特性,更準確地針對正確的細胞邁出了一步:胰腺中產生胰島素的細胞β細胞鋅的味道特別濃鬱。在在線細胞化學生物學上發表的一項研究中,斯坦福研究人員利用這一事實選擇性地將藥物輸送到β細胞。Justin Annes,醫學博士,博士,醫學助理教授,是資深作者。研究生Timothy Horton是第一作者。該方法尚未優化,並且它還沒有準備好臨床使用。「我們處於最早階段,」Annes說。但在主要選擇是胰島素注射和胰島素泵的領域,通過導管持續傳遞激素,它可以為更有吸引力的替代品鋪平路線。

糖尿病是一種身體不能產生足夠的胰島素以維持正常血糖水準的疾病。多年來,Annes的目標一直是開發一種藥物,促進產生胰島素的β細胞的再生。儘管一些研究人員認為這是不可能的,但Annes和他的同事們最近成功地創造了特定的分子,使β縱橫諜海併產生更多的β細胞。這種進步可能給糖尿病患者帶來了新的希望,但有一個問題:讓β細胞開始分裂和複製的方法與讓許多其他縱橫諜海和複製的方式相同。換句話說,研究人員可能會增加胰腺中β細胞的數量,但在此過程中,他們還會獲得許多其他細胞類型的複製。結果將是不受控制的,無目標的複製,這將影響胰腺旁邊的許多其他器官,最可能更糟。

然後Annes想到了:自20世紀40年代以來,研究人員已經知道β細胞比周圍的組織細胞收集的鋅多1000倍。研究人員大多使用這一事實作為染色和視覺識別胰腺組織樣本中β細胞的方法。但安妮斯認為,如果他能以某種方式獲得再生藥物來尋找鋅,他可以將其轉化為β細胞。

「唯一的問題是,我不知道如何產生能夠檢驗這一假設的化合物,」Annes說。因此,他轉向化學研究生霍頓和斯坦福大學的高級研究科學家馬克史密斯及其藥物化學知識中心主任。他們共同設計了一種基於螯合作用的策略,這是一種化學標準技術,可能是醫學上最知名的鉛和汞中毒治療方法。在這種情況下,醫生會使用與金屬形成緊密結合的藥物,然後可以將其沖洗出體外。

Annes,Horton和Smith的目標是使用一種鋅螯合劑,它會在鋅進入的任何地方與鋅結合,將藥物輸送到喜歡鋅的細胞,但首先他們需要看看螯合劑本身是否會積聚在β中。細胞。在最初的實驗室測試顯示它之後,他們將β-細胞再生藥物附加到鋅螯合劑上,並發現該藥物也會在實驗室培養皿中的β細胞中積聚。該團隊還表明,其鋅螯合方法在β細胞中比其他細胞類型聚集了更多的藥物。

總結:當將藥物施用於培養皿中的大鼠細胞(包括β細胞)時,β細胞比其他細胞類型再生約250%。效果較小但仍然存在於培養皿中的人細胞中:在實驗過程中,β細胞比非β細胞複製約130%。研究人員告誡說,這並不是說治療即將來臨。「這是β細胞中選擇性遞送的複製分子的首次證明,」Annes說,「它不足以用於治療應用。」 但研究小組認為,如果能夠提高β細胞的選擇性,那麼這種方法有朝一日可能會導致治療。


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