我们的身体需要保持血糖水平恰到好处。血糖过高或过低都可能很危险。糖尿病会破坏这种平衡，导致严重的健康问题。当血糖水平升高时，胰腺中的β细胞会释放胰岛素来维持这种平衡。了解β细胞如何工作并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。
并非所有β细胞都相同
“通过观察胰腺，我们想知道是否所有的β细胞对糖的敏感度都一样。之前的研究表明，有些β细胞可能比其他细胞更敏感，”德累斯顿CRTD研究小组组长尼古拉·尼诺夫教授说。
为了了解胰腺的工作方式，尼诺夫团队将目光转向了斑马鱼。这种小型热带鱼的胰腺与人类的胰腺类似。同时，它还提供了巨大的优势。研究人员可以使用完全没有色素的透明鱼，实时观察活鱼体内胰腺的工作情况。
研究小组发现，一小部分β细胞对糖水平的敏感度高于其他细胞。这些细胞对葡萄糖的反应比其他细胞更快，因此尼诺夫团队将它们称为“第一反应”细胞。它们启动葡萄糖反应，其余的“跟随细胞”紧随其后。
胰腺中的隐藏层级
研究小组希望测试第一反应者是否是跟随细胞对葡萄糖作出反应的必要条件。Ninov 团队利用透明鱼，利用光遗传学，这是一种基于光的现代技术，可以用光束打开或关闭单个细胞。关闭第一反应者细胞会降低跟随细胞对血糖的反应。同时，当第一反应者被选择性激活时，跟随细胞的反应会增强。
“在控制糖反应方面，第一反应者位于 β 细胞层次结构的顶端。有趣的是，只有大约 10% 的 β 细胞充当第一反应者。这表明这一小群细胞充当了调节其余 β 细胞活动的控制中心，”Ninov 教授解释道。
急救细胞的独特特征
为了找出第一反应细胞的独特之处，研究人员比较了对葡萄糖高度敏感的β细胞和不太敏感的β细胞的基因表达。他们发现，第一反应细胞参与维生素 B6 的产生。第一反应细胞表达一种关键酶，参与将膳食维生素 B6 的非活性形式转化为细胞中的活性形式。
研究人员与蒙特利尔大学 Guy Rutter 教授团队密切合作，关闭了斑马鱼和小鼠胰腺中维生素 B6 的生成。这两个物种的 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保守的作用。第一批反应者可能产生维生素 B6 并将其提供给其余的 β 细胞来调节它们的活动。检查这是否确实如此是我们下一步的工作之一，”Ninov 教授说。
对糖尿病研究的启示
“我们现在知道有特定的细胞可以启动葡萄糖反应，而维生素 B6 对这一过程至关重要，”Ninov 教授说。维生素 B6 是 100 多种必需酶的辅助因子，这些酶在细胞中发挥着关键作用，从控制细胞呼吸到神经递质的产生。
“实际上，有大量研究表明，维生素 B6 含量低与代谢疾病和 2 型糖尿病的发病率之间存在相关性。我们希望更多地关注探索其中的联系，”Ninov 教授总结道。
了解维生素 B6 如何调节胰腺中的 β 细胞可能会对糖尿病的病理学带来新的见解，并最终带来新的治疗方法。