研究称被蓝光激活的胰腺细胞可按需产生胰岛素

导读：糖尿病是当今世界主要的健康问题之一，需要对患者的胰岛素水平进行仔细管理。

糖尿病是当今世界主要的健康问题之一，需要对患者的胰岛素水平进行仔细管理。塔夫茨大学的最新研究可能会使这一过程更加容易。在小鼠测试中，该团队植入了被蓝光激活后能按需产生更多胰岛素的β细胞。

两种类型糖尿病的核心都是胰岛素，它是调节血糖水平的激素，可使体内的细胞适当地将其用作能量。在1型糖尿病中，胰腺中的β细胞无法产生足够的胰岛素，有时是因为免疫系统破坏了这些重要的β细胞。在2型糖尿病中，患者的细胞停止对胰岛素作出反应，或者胰腺无法满足需求，这意味着血糖水平会飙升至危险的高位。

控制病情需要不断监测血糖水平，并根据需要增加胰岛素水平，而方法是直接注射激素或通过增加β细胞产生激素的药物。

对于这项新研究，塔夫茨大学的研究人员设计了可以按需产生胰岛素的胰岛β细胞-在这种情况下，“需求”就是蓝光脉冲。β细胞经过工程改造，该基因产生一种称为光活化腺苷酸环化酶（PAC）的酶-本质上，当这些酶被蓝光激活时，它们会产生一种称为环磷酸腺苷（cAMP）的分子。

反过来，这个分子指示β细胞产生更多的胰岛素，但是有趣的是，只有当葡萄糖水平已经很高时，它才会这样做。这有助于防止糖尿病治疗的常见并发症，在糖尿病治疗中，产生过多的胰岛素可能会导致人体过快地消耗可用的葡萄糖，从而导致低血糖。

为了测试这项新技术，塔夫茨大学研究团队将其经过工程改造的胰岛β细胞植入了糖尿病小鼠的皮肤下。研究人员发现，当蓝光和高葡萄糖水平触发时，这些细胞产生多出两到三倍的胰岛素。

该研究的通讯作者Emmanuel Tzanakakis表示：“通过这种方式，我们可以在糖尿病患者的环境中帮助其更好地控制和维持适当的葡萄糖水平，而无需进行药物干预。这些细胞自然地完成了胰岛素的产生，并且其中的调节回路也发挥了相同作用；我们只是暂时增加β细胞中cAMP的量，以使它们仅在需要时才产生更多的胰岛素。”

在这种治疗方法进入人体试验之前，仍有大量工作要做，但是研究人员表示，使用光是朝正确方向迈出的一步。

该研究的第一作者张凡（音译）表示：“使用光来控制治疗有许多优点。显然，立即作出反应；尽管我们的研究表明，尽管胰岛素分泌增加，但细胞消耗的氧气量并未发生明显变化。在涉及移植的胰腺细胞的研究中，缺氧是一个普遍的问题。”

最终，可以将微小的光源嵌入细胞旁边，使医生在需要时可以远程触发它们。或者它们可以由葡萄糖传感器自动激活。

这项研究发表在《 ACS Synthetic Biology》杂志上。