糖尿病是當今世界主要的健康問題之一，需要對患者的胰島素水平進行仔細管理。塔夫茨大學的最新研究可能會使這一過程更加容易。在小鼠測試中，該團隊植入了被藍光激活後能按需產生更多胰島素的β細胞。

兩種類型糖尿病的核心都是胰島素，它是調節血糖水平的激素，可使體內的細胞適當地將其用作能量。在1型糖尿病中，胰腺中的β細胞無法產生足夠的胰島素，有時是因為免疫系統破壞了這些重要的β細胞。在2型糖尿病中，患者的細胞停止對胰島素作出反應，或者胰腺無法滿足需求，這意味著血糖水平會飆升至危險的高位。

控制病情需要不斷監測血糖水平，並根據需要增加胰島素水平，而方法是直接注射激素或通過增加β細胞產生激素的藥物。

對於這項新研究，塔夫茨大學的研究人員設計了可以按需產生胰島素的胰島β細胞-在這種情況下，“需求”就是藍光脈衝。β細胞經過工程改造，該基因產生一種稱為光活化腺苷酸環化酶（PAC）的酶-本質上，當這些酶被藍光激活時，它們會產生一種稱為環磷酸腺苷（ cAMP）的分子。

反過來，這個分子指示β細胞產生更多的胰島素，但是有趣的是，只有當葡萄糖水平已經很高時，它才會這樣做。這有助於防止糖尿病治療的常見並發症，在糖尿病治療中，產生過多的胰島素可能會導致人體過快地消耗可用的葡萄糖，從而導致低血糖。

為了測試這項新技術，塔夫茨大學研究團隊將其經過工程改造的胰島β細胞植入了糖尿病小鼠的皮膚下。研究人員發現，當藍光和高葡萄糖水平觸發時，這些細胞產生多出兩到三倍的胰島素。

該研究的通訊作者Emmanuel Tzanakakis表示：“通過這種方式，我們可以在糖尿病患者的環境中幫助其更好地控制和維持適當的葡萄糖水平，而無需進行藥物干預。這些細胞自然地完成了胰島素的產生，並且其中的調節迴路也發揮了相同作用；我們只是暫時增加β細胞中cAMP的量，以使它們僅在需要時才產生更多的胰島素。”

在這種治療方法進入人體試驗之前，仍有大量工作要做，但是研究人員表示，使用光是朝正確方向邁出的一步。

該研究的第一作者張凡（音譯）表示：“使用光來控制治療有許多優點。顯然，立即作出反應；儘管我們的研究表明，儘管胰島素分泌增加，但細胞消耗的氧氣量並未發生明顯變化。在涉及移植的胰腺細胞的研究中，缺氧是一個普遍的問題。”

最終，可以將微小的光源嵌入細胞旁邊，使醫生在需要時可以遠程觸發它們。或者它們可以由葡萄糖傳感器自動激活。

這項研究發表在《 ACS Synthetic Biology》雜誌上。