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胰岛β细胞再生的研究

关键词：胰岛素(INS)胰岛β细胞再生基因糖尿病

体内糖平衡主要由胰岛素(INS)控制，胰岛β细胞可释放INS调节餐后的血

糖，也可通过β细胞的增长适应长期的INS需求，如果其中任一环节发生障碍，

引起绝对或相对INS缺乏，则可引发糖尿病。有关INS的生物合成和释放调节已进

行了广泛的研究，但对于β细胞再生研究直到近年方引起重视。

非INS依赖型糖尿病(NIDDM)发病机理并不十分清楚。但有证据表明：对葡萄

糖的刺激反应INS分泌减少和β细胞增长不足易患此病〔1〕，而老年人存在胰岛

再生能力低下，可能与糖尿病患病率高有关。Ⅰ型糖尿病是自身免疫引起β细胞

损伤，致失代偿，此病初发时常有INS的短期恢复，说明缺损的胰岛细胞竭力满足

体内INS的需求。研究β细胞增长的调节将有助于了解糖尿病发病机理，对糖尿

病的治疗也将有重要的意义。本文对β细胞增长的难度，如何增长，调节因素等

问题的研究做一简要综述。

1β细胞生长能力与糖尿病

目前常用C57BL/6J小鼠作为研究NIDDM的遗传性糖尿病动物模型，该种系

1988年由美国Duke大学培育成功，为单糖尿病遗传基因病鼠。此鼠在正常饲料喂

养下不发病，在高脂肪(33%)，高单糖(38%)，低纤维素(＜3%)饲料诱导下，经过4

w(由4周龄开始至8周龄)发病。它与C57BL/KSJ鼠种的胰岛再生能力不同，即用

葡萄糖刺激C57BL/6J小鼠胰岛，可增殖的细胞比率较C57BL/KSJ的多一倍。当发

病时，C57BL/6J小鼠出现中度糖尿病、INS抵抗、肥胖和胰岛过度增生，

C57BL/KSJ的早期症状与前者相似，但随后出现重度糖尿病，体重下降，β细胞破

坏及死亡，这些观察表明胰岛素细胞再生能力决定了糖尿病的表现形式，支持人类

Ⅱ型糖尿病是多因素致病的遗传观点。

另有证据表明，NIDDM患者的β细胞总量比相应对照组(体重匹配)少〔1〕。

有人提出一种假设，认为肥胖者由于外周INS抵抗，β细胞总量应适应性地增

加，假如β细胞没有增长，INS产生将不足，便会引发糖尿病。由于胰岛有生产

INS的较大贮备，β细胞的适度减少不会引发糖尿病，然而长期持续增加功能负

载，致β细胞总量减少，INS释放会逐渐减少。另外，胰岛也存在质的异常，如

NIDDM患者血中INS原/INS比值增高，是否通过β细胞的增殖可遮掩质的异常也

是今后寄望的研究课题。由此可见，除了INS分泌、抵抗外，还应研究β细胞的

生长能力。

β细胞增长能力与Ⅰ型糖尿病的发病关系不大，它主要因自身免疫损伤胰

岛，发病初期经历了INS的合成由增多到减少的变化过程，表明胰岛为满足机体对

INS的需求进行了再生的努力，因不能充分代偿，必然引发糖尿病。如及时用免疫

抑制剂中止β细胞损害，可不致于发生严重的糖尿病症状。由于β细胞可再生的

部分有限，此种治疗需在自身免疫损伤β细胞的初期进行。

2胰岛β细胞的生长

人到成年以后，有些细胞仍然进行着细胞分型，如表皮细胞、血细胞，有的不

再进行分裂增殖，如神经细胞，即损伤后不能通过增殖来修复；有些细胞正常时并

不进行分裂增殖，但当损伤后，细胞可旺盛地进行分裂，达到修复目的，如肝细

胞。胰岛细胞平时也是处于相对静止期，并不分裂，但当损伤后需修复时只有很少

一部分细胞可以进行分裂，且随年龄增长，可增殖细胞的部分也逐步减少。

β细胞增殖周期分裂过程同其它细胞相似，由G1期、S期、G2期和M期组

成，整个细胞周期时间为14.9h，平时处于相对稳定的G0期。分析葡萄糖对β

细胞增殖的作用，见细胞周期各时期变化与葡萄糖无关，说明葡萄糖是调节部分细

胞进入“可增殖部分proliferativecompart，PC)”，使之进入细胞循环进行增

殖。这与一般的调节机制相同，即进入细胞周期后是由与启始刺激因子不同的一系

列调节物调节。用不同刺激条件观察细胞周期，可估计最大PC，即能够再生的部

分细胞，胎鼠的胰岛约为10%，到成年时减到不足3%，而剩余大部分胰岛处于不可

逆的G0期，不能进行细胞增殖〔5〕。以上研究说明胰岛再生能力受能够再生细胞

的存有量和刺激因子的双方约束。

3β细胞的增长方式〔2，3〕

β细胞的增长包括三方面：由β细胞前体衍变，即增生或化生；β细胞体积