City of Hope® 的科学家们（美国最大的癌症研究和治疗组织之一，也是糖尿病和其他危及生命疾病的领先研究中心）发现了一种名为 SMOC1 的基因，该基因在 2 型糖尿病 (T2D) 的发展中起着令人惊讶的作用，它通过将通常产生胰岛素的胰腺细胞转变为增加血糖的细胞。
发表在《自然·通讯》上的研究结果确定了一个重要的、新的 2 型糖尿病治疗靶点，并解释了为什么胰腺中产生胰岛素的细胞数量会随着疾病的进展而经常减少。
胰岛是产生激素并将其释放到血液中的细胞簇。β细胞产生胰岛素，可降低血糖；α细胞产生胰高血糖素，可升高血糖。维持这种激素平衡对于调节正常的血糖水平至关重要。在 2 型糖尿病中，一些 β 细胞功能失调，忘记了它们分配的任务，并失去了它们的独特性质。它们更像 α 细胞，产生胰高血糖素而不是胰岛素，导致血糖水平失调。
为了弄清楚为什么 β 细胞在 2 型糖尿病中会经历身份危机，City of Hope 的科学家们利用先进的 RNA 测序技术，分析了来自 26 名个体（一半患有 2 型糖尿病，一半未患）的单个胰岛细胞。研究人员将细胞分类到精确的亚群中，并绘制了细胞类型随时间转化为另一种细胞类型的过程。
该团队发现了五种不同类型的胰岛细胞，每种都有其自身的轨迹和基因特征。
“在健康人中，胰岛细胞可以向不同方向成熟——有些更倾向于发育成 α 细胞，有些更倾向于发育成 β 细胞，”该研究的主要作者、City of Hope 基因调控和药物发现的 Ruth B. 和 Robert K. Lanman 主席以及分子和细胞内分泌学系主任 Adolfo Garcia-Ocaña 博士说。 “然而，在 2 型糖尿病中，只有一种方向：β 细胞开始模仿 α 细胞。这种发展可能解释了为什么患有这种疾病的人的胰岛素水平会下降，而胰高血糖素水平会上升。”
在健康的胰岛细胞中，一些细胞遵循分支通路，这些通路可能导致它们分化为 Alpha 或 Beta 细胞，这表明细胞身份具有灵活性。然而，在糖尿病胰岛细胞中，这种灵活性消失了；Beta 细胞仅转化为 Alpha 细胞。
研究人员还确定了所谓的 AB 细胞，它们同时产生胰岛素和胰高血糖素。这一不寻常的发现表明，这些细胞可能分化为 Alpha 或 Beta 细胞。
在那些从 Beta 细胞身份转化为 Alpha 细胞身份的细胞中持续活跃的十个基因中，SMOC1 作为关键参与者脱颖而出。然而，它产生的蛋白质并没有留在它应该在的地方。
“通常，SMOC1 在健康人的 Alpha 细胞中活跃，”共同第一作者、助理研究教授 Geming Lu 博士解释道。“但我们发现它也出现在糖尿病患者的 Beta 细胞中。它本不该出现在那里。”
SMOC1 在错误位置的活性导致了不良后果：胰岛素产生减少，决定 Beta 细胞身份的基因活性停止，Beta 细胞显示出不成熟或 Alpha 细胞的典型标志。总而言之，这些结果表明 Beta 细胞中的 SMOC1 表达会降低胰岛素水平，从而导致血糖水平升高，并让科学家们更深入地了解 2 型糖尿病的病程。
“我们的研究结果表明，SMOC1 导致 Beta 细胞功能障碍，并使细胞转变为类似 Alpha 细胞的状态，”Garcia-Ocaña 博士说。“这有助于解释为什么 2 型糖尿病患者的胰岛素水平会下降，而胰高血糖素水平会升高。”
