圖形摘要來源：核酸研究(2024)DOI：10.1093/nar/gkae313
一項新研究表明，衰老的人類胰島β細胞表現出衰老的特征，同時仍保持關鍵功能基因的高表達水準。盡管處于衰老狀态，但這些細胞仍表現出對葡萄糖刺激下釋放胰島素的能力,有助于血糖調節。
此外，這些衰老細胞表現出能夠刺激免疫系統的基因活性增加。這揭示了衰老β細胞在免疫調節中的潛在作用及其與1型糖尿病自身免疫反應的相關性。
這項研究由Milan Patra along 博士與希伯來大學醫學院的 Ittai Ben-Porath教授和Yuval Dor教授共同上司，發表在《核酸研究》雜志上。
糖尿病的挑戰
糖尿病的特征是胰島素缺乏或抵抗，其關鍵在于胰島β細胞功能失調，這些細胞負責分泌胰島素以清除血液中的葡萄糖。增強或保留這些細胞的功能對于開發糖尿病治療方法至關重要。
全球估計有 4.63 億成年人（約占全球人口的 1/11）患有此病，由于人口老齡化、城市化、不良飲食和久坐的生活方式，這一數字預計還會激增。預計到 2045 年，可能有超過 7 億人患有此病，這對醫療保健、經濟和公共衛生工作構成嚴峻挑戰。迫切需要采取行動遏制這一趨勢,這需要有效的預防政策、更好的就醫管道和創新治療方法。
來源：核酸研究
功能和免疫反應研究表明，相當一部分成人胰島β細胞激活了一種名為p16的基因，這表明它們處于一種類似衰老的狀态，稱為細胞衰老。有趣的是，這些衰老細胞并沒有表現出功能障礙的迹象，反而表現出很多對其功能重要的基因的高表達水準。
是以，與非衰老細胞相比，這些細胞似乎具有更高的功能性和成熟度。這令人意外，因為之前在其他組織中發現的衰老細胞通常被認為是功能失調的，具有有害影響。
通過分析衰老β細胞的基因組織，研究人員發現他們改變了基因的包裝——染色質，産生了一個重新程式設計的組織，允許激活功能。正因為如此，衰老的β細胞似乎能夠更多地釋放胰島素以應對葡萄糖,進而有效地調節血糖水準。
這項研究還發現，衰老的β細胞具有較高的免疫系統相關基因表達水準。這種反應被稱為“幹擾素反應”，通常用于向免疫細胞發出病毒感染信号，招募它們進行攻擊。然而，衰老的β細胞在沒有感染的情況下會激活這一途徑：細胞本身的分子變化會模拟這種反應。
潛在的後果是刺激免疫細胞攻擊β細胞，這是導緻I型糖尿病的基本過程。這意味着衰老的β細胞可能有助于調節免疫反應，對了解1型糖尿病的自身免疫反應可能很重要。阻斷這種反應或衰老過程可能有助于防止I型糖尿病在早期階段進展。
來源：核酸研究
對糖尿病治療的影響
衰老的胰腺β細胞能夠保持高功能性并對免疫信号作出反應，這一發現挑戰了衰老細胞純粹有害的傳統觀點。這一新認識為旨在保護或增強糖尿病患者β細胞胰島素分泌功能的潛在療法打開了大門。
參考文獻: Milan Patra et al, Senescence of human pancreatic beta cells enhances functional maturation through chromatin reorganization and promotes interferon responsiveness, Nucleic Acids Research (2024). DOI: 10.1093/nar/gkae313
期刊資訊: Nucleic Acids Research