多種類型的β細胞在胰腺中產生胰島素，幫助平衡血糖水平。威爾康奈爾醫學院的調查人員最近進行的一項研究顯示，胰腺中一種高生產力的β細胞的喪失有可能導致糖尿病的發生。

由CD63hiβ細胞製成的移植假小體。資料來源：威爾-康奈爾醫學院

該研究最近發表在《自然-細胞生物學》上，由威爾康奈爾醫學院醫學副教授James Lo博士領導，研究了小鼠單個β細胞的基因表達，以確定胰腺中不同β細胞類型的數量。研究小組發現了四種不同類型的β細胞，其中一組被稱為cluster 1，由於其卓越的胰島素生產和糖代謝能力而脫穎而出。該研究還顯示，這種特殊類型的β細胞的喪失可能與2型糖尿病的發展有關。

羅博士說：”在這之前，人們認為一個β細胞就是一個β細胞，他們只是計算總的β細胞，”他也是威爾康奈爾醫學中心的威爾代謝健康中心和心血管研究所的成員，以及紐約長老會/威爾康奈爾醫學中心的心髒病專家。”但這項研究告訴我們，對β細胞進行亞型化可能很重要，我們需要研究這些特殊的第1群β細胞在糖尿病中的作用。”

威爾康奈爾醫學中心的Doron Betel、Jingli Cao、Geoffrey Pitt和Shuibing Chen博士與Lo博士合作開展了這項研究。

研究人員使用一種稱為單細胞轉錄組學的技術來測量單個小鼠β細胞中表達的所有基因，然後利用這些信息將它們分為四種類型。第1組β細胞具有獨特的基因表達特徵，包括高表達的基因，這些基因幫助稱為線粒體的細胞動力室分解糖，並為它們分泌更多胰島素提供動力。此外，他們可以通過CD63基因的高表達將第1組β細胞與其他β細胞類型區分開來，這使他們能夠使用CD63蛋白作為這種特定β細胞類型的標記。

當研究小組觀察人類和小鼠的β細胞時，他們發現CD63基因高表達的第1簇β細胞比CD63低表達的其他三種類型的β細胞在對糖的反應中產生更多的胰島素。

“它們是非常高功能的β細胞，”Lo博士說。”我們認為它們可能承擔了生產胰島素的大部分工作量，因此它們的損失可能會產生深遠的影響。”

在餵食肥胖誘導的高脂肪飲食的小鼠和患有2型糖尿病的小鼠中，這些產生胰島素的動力型β細胞的數量減少了。

他說：”因為cluster 1/高CD63細胞的數量減少了，胰島素生產可能會減少，這可能在糖尿病的發展中起著重要作用。”

將具有高CD63產量的β細胞移植到患有2型糖尿病的小鼠體內，使其血糖水平恢復正常。但移除移植的細胞後，高血糖水平就會恢復。將低CD63產量的β細胞移植到小鼠體內並不能使血糖恢復到正常水平。移植的低CD63β細胞反而出現了功能紊亂。

Lo博士說，這一發現可能對使用β細胞移植治療糖尿病有重要意義。例如，只移植高CD63的β細胞可能會更好。他指出，也有可能移植較少的這些高產細胞。Lo博士的團隊還發現，與沒有糖尿病的人相比，患有2型糖尿病的人的高CD63β細胞水平較低。

下一步，Lo博士和他的同事希望找出糖尿病小鼠中高CD63生產的β細胞會發生什麼，以及如何使它們不至於消失。

我們能弄清楚如何讓它們保持更長的時間，存活並發揮作用，這可能會帶來更好的方法來治療或預防2型糖尿病。

他們還想研究現有的糖尿病治療方法如何影響所有類型的β細胞。GLP-1激動劑有助於增加糖尿病患者的胰島素釋放，它與產生CD63的高和低β細胞相互作用。研究還表明，GLP-1激動劑也可能是一種讓低CD63產生的β細胞更好地工作的方法。