研究称被蓝光激活的胰腺细胞可按需产生胰岛素
糖尿病是当今世界主要的健康问题之一,需要对患者的胰岛素水平进行仔细管理。塔夫茨大学的最新研究可能会使这一过程更加容易。在小鼠测试中,该团队植入了被蓝光激活后能按需产生更多胰岛素的β细胞。
两种类型糖尿病的核心都是胰岛素,它是调节血糖水平的激素,可使体内的细胞适当地将其用作能量。在1型糖尿病中,胰腺中的β细胞无法产生足够的胰岛素,有时是因为免疫系统破坏了这些重要的β细胞。在2型糖尿病中,患者的细胞停止对胰岛素作出反应,或者胰腺无法满足需求,这意味着血糖水平会飙升至危险的高位。
控制病情需要不断监测血糖水平,并根据需要增加胰岛素水平,而方法是直接注射激素或通过增加β细胞产生激素的药物。
对于这项新研究,塔夫茨大学的研究人员设计了可以按需产生胰岛素的胰岛β细胞-在这种情况下,“需求”就是蓝光脉冲。β细胞经过工程改造,该基因产生一种称为光活化腺苷酸环化酶的酶-本质上,当这些酶被蓝光激活时,它们会产生一种称为环磷酸腺苷的分子。
反过来,这个分子指示β细胞产生更多的胰岛素,但是有趣的是,只有当葡萄糖水平已经很高时,它才会这样做。这有助于防止糖尿病治疗的常见并发症,在糖尿病治疗中,产生过多的胰岛素可能会导致人体过快地消耗可用的葡萄糖,从而导致低血糖。
为了测试这项新技术,塔夫茨大学研究团队将其经过工程改造的胰岛β细胞植入了糖尿病小鼠的皮肤下。研究人员发现,当蓝光和高葡萄糖水平触发时,这些细胞产生多出两到三倍的胰岛素。
该研究的通讯作者Emmanuel Tzanakakis表示:“通过这种方式,我们可以在糖尿病患者的环境中帮助其更好地控制和维持适当的葡萄糖水平,而无需进行药物干预。这些细胞自然地完成了胰岛素的产生,并且其中的调节回路也发挥了相同作用;我们只是暂时增加β细胞中cAMP的量,以使它们仅在需要时才产生更多的胰岛素。”
在这种治疗方法进入人体试验之前,仍有大量工作要做,但是研究人员表示,使用光是朝正确方向迈出的一步。
该研究的第一作者张凡表示:“使用光来控制治疗有许多优点。显然,立即作出反应;尽管我们的研究表明,尽管胰岛素分泌增加,但细胞消耗的氧气量并未发生明显变化。在涉及移植的胰腺细胞的研究中,缺氧是一个普遍的问题。”
最终,可以将微小的光源嵌入细胞旁边,使医生在需要时可以远程触发它们。或者它们可以由葡萄糖传感器自动激活。
这项研究发表在《 ACS Synthetic Biology》杂志上。
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渭滨区18365225815: 现代生物学的实验中,通常使用同位素标记法.下列哪组最适于研究分泌蛋白的合成和分泌() 实验动物 - ?
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渭滨区18365225815: 如图所示为人体内生理过程图解,下列叙述正确的是()A.肠道中的物质A通过协助扩散进入血管内B.胰 - ?
源妍晋新: A、肠道中的物质A葡萄糖通过主动运输被小肠上皮细胞吸收,并通过主动运输进入血管内,故A错误;B、胰岛素的主要作用是促进组织细胞对血糖的摄取、利用和储存,即能促进5、7、8过程,从而使血糖含量降低;肾上腺能通过促进肝糖原分解成葡萄糖(能促进6过程)从而使血糖含量升高的,B错误;C、血液中物质A葡萄糖浓度较高时,可进入肝细胞和肌细胞内,在其中被合成糖原,使血浆中A浓度下降,C正确;D、剧烈运动时肌细胞内产生大量乳酸进入血液,血液中含有缓冲对,不会使血液的pH发生明显的改变,D错误. 故选:C.
渭滨区18365225815: 胰脏有什么功能 - ?
源妍晋新: 1、促进肝糖原合成 胰脏的分泌腺(胰岛)分泌出来的胰岛素可以促进肝糖原和肌糖原的合成.此作用主要通过提高肝脏和肌肉中糖原合成酶的活性而完成.2、促进葡萄糖进入肌肉 胰脏分泌出来的胰岛素可以促进葡萄糖进入肌肉和脂肪组织细...
渭滨区18365225815: 下列说法错误的一项是()A.胰岛素、胰蛋白酶、呼吸酶和胰高血糖素肯定不能都在人体的同一细胞中合 - ?
源妍晋新: A、由于基因的选择性表达,胰岛素、胰蛋白酶、呼吸酶和胰高血糖素肯定不能都在人体的同一细胞中合成,A正确;B、真核细胞三维结构模型、减数分裂中染色体变化的模型、DNA双螺旋结构模型和血糖调节模型都属于物理模型,种群增长属于数学模型,B错误;C、所有细胞都能进行细胞呼吸,也能合成酶,此外垂体细胞还能分泌激素,如促甲状腺激素释放激素,C正确;D、出现过植被的地方若被彻底破坏,可能会出现初生演替,若未被破坏,可发生次生演替,群落演替的总趋势是物种多样性的增加和群落稳定性的提高,D正确. 故选:B.
渭滨区18365225815: 胰蛋白酶处理卵裂球获得的细胞可直接移植到同期发情受体的子宫中继续发育 - ?
源妍晋新: 嗯,奇怪啊,不是说分割的胚胎或细胞直接移植给受体,或在体外培养成早期囊胚阶段再移植到受体吗,感觉前者可以的话啊,胰蛋白酶处理卵裂球获得的细胞应该可直接移植到同期发情受体的子宫中继续发育的啊.
渭滨区18365225815: 胰腺细胞为什么能被胰蛋白酶分解了呢? - ?
源妍晋新: 胰腺分泌的是胰蛋白酶原,酶原需要被激活才变成有活性的胰蛋白酶.这个激活过程一般是在小肠中进行,所以不会出现胰腺自消化的情况.
渭滨区18365225815: 核仁与某些RNA的合成和核糖体的形成有关,下列细胞中核仁较小的是A胰腺细胞B神经细胞C肿瘤细胞D胚胎细胞?
源妍晋新: 选 B核糖体的作用合成蛋白质,所以蛋白质合成较少的细胞核糖体就少,核仁也就小.神经细胞基本不再进行蛋白质合成,所以核糖体很少,核仁也很小.ACD 蛋白质合成比较旺盛,所以核仁较大.