最近，美國范德堡大學(xué)的一項研究報道稱，微管——細胞中的“高速公路”，將蛋白質(zhì)運輸?shù)郊毎び靡苑置冢?/span>胰腺β細胞中發(fā)揮一個令人驚訝的作用。它們不是促進葡萄糖刺激的胰島素分泌，而是對其有限制作用，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在最近的《Developmental Cell》。

這項研究結(jié)果表明，微管作為一種細胞的“變阻器”，精確控制著胰島素的分泌，并表明，干擾這種控制，可能導(dǎo)致β細胞功能障礙和2型糖尿病。靶定微管的胰島素分泌調(diào)控，可以提供新的糖尿病治療方法。

本文共同通訊作者Irina Kaverina博士、Xiadong Zhu博士及其同事們開始使用胰島β細胞作為一種模型，來研究微管功能——探討微管“運輸”的貨物（如胰島素顆粒）如何從細胞內(nèi)部到達外圍。

在他們最初的研究中，研究人員使用化合物來破壞微管，然后用葡萄糖刺激胰島細胞，并測量了胰島素的分泌量。隨著運輸高速公路的缺失，他們希望看到胰島素分泌有所減少。但是相反，他們觀察到了胰島素分泌的強烈增加。

細胞和發(fā)育生物學(xué)副教授Kaverina說：“這太令人驚訝了，我們都有點不相信自己。”

本文共同通訊作者、細胞和發(fā)育生物學(xué)副教授顧國強（音譯，Guoqiang Gu）博士以及范德堡大學(xué)其他實驗室合作，使用多種系統(tǒng)和技術(shù)，展示了微管對β細胞胰島素分泌的負調(diào)節(jié)作用。更重要的是，顧博士的團隊破壞了小鼠的微管，發(fā)現(xiàn)與具有完整微管的小鼠相比，無論是葡萄糖刺激的胰島素分泌，還是來自血液的葡萄糖清除率，都有所增加。

Kaverina說：“在我們測試的任何模型中，破壞微管可增加胰島素分泌。那些被認為是內(nèi)部公路、給細胞膜運輸貨物的結(jié)構(gòu)，怎么可能抑制了胰島素的分泌？”

應(yīng)用超分辨率顯微鏡技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，在β細胞中，微管不形成像公路一樣的軌道。相反，它們形成一種復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

Kaverina說：“胰島素顆粒在微管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上隨機‘行走’，微管調(diào)節(jié)著細胞外圍的顆粒數(shù)，以防止過度分泌。”

她解釋說，葡萄糖破壞的是僅僅位于細胞表面內(nèi)的微管，以釋放?？恳葝u素顆粒上的微管，并使它們分泌。

研究者認為，破壞微管的策略——可能使用胰腺靶向給藥，可以增加胰島素的分泌，從而可作為治療糖尿病的一種方法。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，與對照組小鼠相比，在來自糖尿病小鼠的胰島β細胞中，微管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加密集。

顧博士說，研究結(jié)果表明，為了響應(yīng)糖尿病患者對胰島素的需求增加，微管變得更加密集和動態(tài)程度較低，作為一種反饋機制，最終關(guān)閉β細胞功能。

研究人員正在探索葡萄糖如何調(diào)節(jié)微管動力學(xué)。他們也對糖尿病患者的人類胰島感興趣。顧博士指出，這樣的胰島通常會失去了分泌胰島素的能力，他建議，通過操縱微管動態(tài)來恢復(fù)胰島素分泌，是可行的。

他還指出了靶定微管的抗癌療法和治療患者的糖尿病風(fēng)險增加之間的關(guān)聯(lián)。新的研究結(jié)果表明，穩(wěn)定微管的癌癥治療，可能會降低胰島素分泌，并促發(fā)糖尿病。

研究人員說，調(diào)節(jié)β細胞中微管的動態(tài)，與其他胰島素刺激物相結(jié)合，可能為治療糖尿病提出了一種新方法。