两项新研究揭示胰岛β细胞自身防御机制缺陷或参与1型糖尿病发病过程-肽度TIMEDOO

印第安纳大学研究人员领衔的两项最新研究表明,1型糖尿病的发生发展可能不仅源于免疫系统的外部攻击,胰岛β细胞自身的应激反应与内在防御系统同样在其中发挥重要作用。相关成果均已发表于《科学转化医学》。

1型糖尿病通常被认为是一种自身免疫性疾病,免疫系统攻击胰腺中负责分泌胰岛素的β细胞被视为致病核心环节。然而,这两项研究均聚焦于胰岛——即胰腺中由胰岛素分泌细胞构成的微小细胞簇——内部β细胞自身的生物学特性,提示这些细胞或许并非疾病过程中单纯的被动受害者。

第一项研究聚焦于β细胞对干扰素α的应答反应。干扰素α是病毒感染期间产生的一种免疫信号分子。研究团队发现,一部分健康人类β细胞在接触干扰素α后,能够迅速启动抗病毒反应,而这一反应依赖于细胞线粒体产生的活性氧爆发。

论文第一作者Leslie E. Wagner博士指出,1型糖尿病是由遗传与环境因素共同驱动的多因素疾病,病毒感染可能是其中潜在的环境诱因之一,但感染相关细胞因子导致人类β细胞丢失的具体机制此前一直缺乏清晰认识。

研究团队通过分析人类胰岛组织、人源β细胞系及小鼠模型发现,仅有部分健康β细胞在暴露于干扰素α后会快速产生活性氧,这些分子来源于线粒体,是激活关键抗病毒应答基因所必需的。尽管活性氧通常与细胞损伤相关联,但在这一情境下,它们更像是一种信号分子,负责启动β细胞内部的抗病毒防御机制。

具有这种应答能力的β细胞表现出独特的基因表达特征,包括多个炎症与免疫相关基因的上调,且这类细胞在体重指数较低、糖化血红蛋白水平较低的供体胰岛中更为常见。研究人员将这些发现与单细胞RNA测序数据集比对后发现,相关基因上调主要见于非糖尿病供体及自身抗体阳性供体的细胞,而在1型糖尿病患者的β细胞中并不存在这一特征,提示这种抗病毒应答机制可能在疾病进展过程中逐渐丧失。

研究人员强调,该研究并不能证明病毒感染直接导致1型糖尿病,而是提示β细胞内部的抗病毒信号通路可能影响这些细胞能否在疾病发生前后的炎症环境中存活。

第二项研究聚焦于自噬——细胞用于分解和回收老化或受损组分的自我维护机制。自噬功能紊乱已知存在于确诊的1型糖尿病患者中,但这一缺陷在疾病进程中究竟何时出现,此前尚不明确。

为此,研究团队开发了一种可实时观测β细胞自噬通量的体内生物传感器,并利用活体显微成像技术追踪自噬体与溶酶体融合这一关键步骤。结果显示,在非肥胖糖尿病小鼠模型中,β细胞的自噬通量缺陷在高血糖症状出现之前便已存在,无论基线状态还是暴露于干扰素α后均是如此。该缺陷在免疫缺陷小鼠中依然存在,虽程度有所减轻,提示自噬功能受损并非单纯由完整免疫攻击所致的下游结果。

研究团队还发现,移植入小鼠体内的健康人类供体胰岛同样表现出自噬通量的异质性,与供体间个体差异相符。研究人员表示,这些数据验证了该自噬生物传感器的有效性,支持将其纳入β细胞研究工具体系,并提示自噬功能障碍可能是自身免疫性糖尿病的一个易感因素。

两项研究共同提示,1型糖尿病的发生发展,可能不仅涉及免疫系统对β细胞的外部攻击,还涉及β细胞自身在应激条件下表现出的内在差异。

参考文献:

Leslie E. Wagner et al, A mitochondrial ROS–dependent antiviral response promotes β cell resilience and is diminished in donors with type 1 diabetes, Science Translational Medicine (2026). DOI: 10.1126/scitranslmed.adx7770

Olha Melnyk et al, Real-time in vivo analysis of murine β cells reveals autophagic flux defects before onset of autoimmune diabetes, Science Translational Medicine (2026). DOI: 10.1126/scitranslmed.adj4902

编辑:王洪

排版:李丽