Science Advances：一组特殊的“第一反应”细胞

我们的身体需要保持血糖水平恰到好处。过高或过低都可能是危险的。这种平衡在糖尿病中被打破，导致严重的健康问题。当血糖水平升高时，胰腺中的β细胞通过释放胰岛素来维持这种平衡。了解β细胞如何工作和协调对血糖升高的反应，最终有助于开发更好的糖尿病治疗方法。

不是所有的细胞都是一样的

“观察胰腺，我们想知道是否所有的细胞对糖都同样敏感。以前的研究表明，有些人可能比其他人更敏感，”德累斯顿CRTD研究小组组长Nikolay Ninov教授说。

为了了解胰腺的工作，Ninov团队转向斑马鱼。这种小型热带鱼的胰腺与人类的胰腺工作原理相似。同时，它也提供了一个巨大的优势。研究人员可以使用没有任何色素的透明鱼，实时观察活鱼的胰腺。

研究小组发现，有一小群细胞对血糖水平比其他细胞更敏感。这些细胞对葡萄糖的反应比其他细胞更快，因此Ninov团队将它们称为“第一反应”细胞。它们启动葡萄糖反应，随后是剩余的“跟随细胞”。

胰腺中隐藏的层次结构

该团队想要测试是否第一反应者对于跟随细胞对葡萄糖的反应是必要的。利用透明鱼，Ninov小组利用了光遗传学，这是一种现代的基于光的技术，可以用一束光来打开或关闭单个细胞。关闭第一反应细胞降低了对后续细胞血糖的反应。同时，当第一反应细胞被选择性地激活时，跟随细胞的反应被增强。

“当涉及到控制糖反应时，第一反应者位于β细胞等级的顶端。有趣的是，只有大约10%的β细胞作为第一反应者。这表明，这一小部分细胞充当了调节其余β细胞活动的控制中心，”Nikolay Ninov教授解释说。

第一反应细胞的独特特征

为了找出是什么使第一反应细胞独特，研究人员比较了对葡萄糖高度敏感的β细胞和对葡萄糖不太敏感的β细胞的基因表达。他们发现，第一反应者参与了维生素B6的产生。第一反应细胞表达一种关键酶，参与将无活性的膳食维生素B6转化为在细胞中活跃的形式。

在与蒙特利尔大学Guy Rutter教授的团队的密切合作下，研究人员关闭了斑马鱼和老鼠胰腺中维生素B6的产生。在这两个物种中，β细胞对高血糖的反应能力都显著降低。

“这表明维生素B6在对葡萄糖的反应中起着进化上保守的作用。有可能第一反应者产生并提供维生素B6给其余的细胞来调节它们的活动。我们下一步要做的就是验证这种情况是否属实。”

对糖尿病研究的启示

“我们现在知道有特定的细胞启动葡萄糖反应，维生素B6在这个过程中是必不可少的，”Nikolay Ninov教授说。维生素B6是一百多种基本酶的辅助因子，这些酶在细胞中起着至关重要的作用，从控制细胞呼吸到神经递质产生。

“事实上，有大量研究表明，维生素B6水平低与代谢性疾病和2型糖尿病的发病率之间存在关联。我们希望更多地专注于探索其中的联系，”Nikolay Ninov教授结束说。