首次发现人类胎儿肠道内分泌细胞可以表达胰岛素，糖尿病治疗或将迎来突破！

发布时间：2021-12-30 14:05:38来源：生物通

科学家首次发现人类胎儿肠道内分泌细胞可以表达胰岛素，糖尿病的治疗可能迎来根本性突破。

胰岛素基因和蛋白在胎儿肠组织中的表达

说到胰岛素，大家都很熟悉。胰岛素作为人体内唯一具有降血糖作用的激素，其分泌的绝对或相对缺乏是引起糖尿病的重要原因。

我们都知道胰岛素是由胰腺β细胞合成和分泌的。对于一些胰腺β细胞功能几乎完全丧失的患者，只能依靠注射外源性胰岛素来维持体内稳定的血糖水平。

但毕竟，外源性来源不如自我分泌好。此外，许多患者不能严格和定期注射。

能真正保持血糖水平的患者并不多。

胰岛移植是胰岛功能丧失的患者的另一种选择，但由于是手术，存在风险，且移植仍不能保证成功，因此选择胰岛移植的患者较少。

因此，科学家们认为，如果人体内的其他细胞在诱导后也能分泌胰岛素，难道不是一个完美的解决方案吗?

最近，以色列魏茨曼科学研究所的ShalevItzkovitz教授团队和耶鲁大学的LizaKonnikova教授团队合作，试图找到新的胰岛素分泌细胞。

他们对人胎儿肠细胞进行了单细胞测序，发现胚胎期胎儿肠K/L细胞表达胰岛素基因。胎儿出生后，胰岛素基因的表达就消失了。

相关工作最近发表在《NatureMedicine》杂志上。

事实上，研究发现人类的胰腺和小肠有一个共同的组织来源。在妊娠5周(GA)的胚胎中，胰腺和小肠由前肠-中肠边界[2]共同发育。

肠内分泌细胞和胰岛内分泌细胞的分泌机制也非常相似[3]。因此，研究人员认为肠道细胞可能具有分泌胰岛素的潜能。

我们已经知道胰岛素基因在成熟的肠道细胞中是没有表达的。因此，研究人员对妊娠20周左右的4个胎儿肠道样本和2个新生儿肠道样本进行了单细胞水平的RNA测序。

测序后将肠道细胞分为11个亚组，其中胎鼠肠道内分泌细胞组中发现胰岛素基因(insulingene,INS)高表达。

然而，肠道内分泌细胞种类繁多。为了研究哪些类型的细胞表达胰岛素基因，研究者重新聚集肠道内分泌细胞，发现胰岛素基因主要表达在胎儿肠道K/L细胞中。37个肠K/L细胞中有9个表达胰岛素基因。

肠K/L细胞包括K细胞和L细胞。在单细胞测序中，这两种类型的细胞通常聚集成一个亚组。肠道L细胞可分泌GLP-1(胰高血糖素样肽-1)，GLP-1受体的激活可促进胰岛素的释放。虽然肠道L细胞与胰岛素分泌密切相关，但此前尚未发现L细胞能表达胰岛素基因。

为了进一步验证这一现象，研究人员对胎儿和新生儿肠道组织进行了单分子荧光原位杂交(singlemoleculefluorescenceinsituhybridization,smFISH)。

结果表明，14例胎儿组织(INS+细胞)中有4例胰岛素mRNA和蛋白高表达，而所有新生儿组织均未见胰岛素mRNA和蛋白的表达。

与胰腺β细胞相似，INS+细胞表现出明显的细胞内极化(胰岛素mRNA表达位于细胞顶部，胰岛素蛋白表达位于细胞基部)。

虽然在胎儿肠道组织中已观察到胰岛素基因的高表达，但这些细胞在胚胎发育和胰岛素合成和分泌中的具体功能尚不清楚。

Itzkovitz和他的同事推测，由于INS+细胞没有在所有胎儿肠道样本中被检测到，它们可能没有必要的生理功能。但毫无疑问，这些细胞的发现极大地促进了我们对胰岛素的理解。

也许有一天，糖尿病患者体内这些休眠的胰岛素生产过程会被唤醒，让一些糖尿病患者真正得到治愈。

参考文献

1.EgoziA,Llivichuzhca-LojaD,McCourtBT,BaharHalpernK,FarackL,AnX,WangF,ChenK,KonnikovaL,ItzkovitzS.Insulinisexpressedbyenteroendocrinecellsduringhumanfetaldevelopment.NatMed.2021Dec;27(12):2104-2107.doi:10.1038/s41591-021-01586-1.Epub2021Dec9.PMID:34887578.

2.JenningsRE,BerryAA,StruttJP,GerrardDT,HanleyNA.Humanpancreasdevelopment.Development.2015Sep15;142(18):3126-37.doi:10.1242/dev.120063.PMID:26395141.

3.HabibAM,RichardsP,CairnsLS,RogersGJ,BannonCA,ParkerHE,MorleyTC,YeoGS,ReimannF,GribbleFM.Overlapofendocrinehormoneexpressioninthemouseintestinerevealedbytranscriptionalprofilingandflowcytometry.Endocrinology.2012Jul;153(7):3054-65.doi:10.1210/en.2011-2170.Epub2012Jun8.PMID:22685263;PMCID:PMC3440453.