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衰老的胰島β細胞與二型糖尿病

    “老”,不是一個輕松的字眼,人們常希望自己“長生不老”,沒有誰希望自己“長生不死”,尤其是以老人的身份長生,那可真是世界上最折磨人的事情了。

    畢竟,“老”,帶來不僅是隱喻背后的“死”,還有漫長難眠的夜,難以下咽的飯、更重要的是再也無法肆意的放縱,無法“斗酒十千恣歡謔”,無法“日啖荔枝三百顆”。因為老,意味著更高的患病風險,肆意放縱更有可能導(dǎo)致疾病的發(fā)生與發(fā)展,比如二型糖尿?。═ype 2 diabetes,T2D)。流行病學調(diào)查表明,隨年齡增長,糖耐量異常,T2D患病率升高。

    糖尿病與胰島聯(lián)系密切。胰島,散在胰腺實質(zhì)外分泌部之間的細胞團,狀如島嶼,大小不等,主要由胰島α細胞和胰島β細胞構(gòu)成,專職維持血糖穩(wěn)態(tài)。β細胞主要位于胰島的中部,約占胰島細胞的80%,主要功能是分泌胰島素。二型糖尿病的病理機制之一就是胰島β細胞數(shù)量下降、功能缺陷,其主要機制是淀粉樣沉積與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。然而,對T2D病人的胰島研究發(fā)現(xiàn),有的胰島淀粉樣沉積很嚴重,而有的卻跟正常人無異,表現(xiàn)出相當大的異質(zhì)性。

    胰島與β細胞的異質(zhì)性不是個老生常談的話題,β細胞一直被認為是單一的同質(zhì)細胞群,然而研究發(fā)現(xiàn)各個細胞有各個的造化,β細胞在諸如分泌能力、胰島素表達、端粒酶長度、糖敏感性以及分泌狀態(tài)等等不盡相同,有相當大的異質(zhì)性。而2016年Dorrell發(fā)表在《NatureCommunications》上一篇名為“Humanislets contain four distinct subtypes of beta cells”的文章,利用人β細胞的表面標志ST8SIA1和CD9的表達情況將人β細胞分為四種亞型。二型糖尿病人的β細胞亞型比例發(fā)生改變,其中最常見的一種亞型的特點是:較高的基礎(chǔ)胰島素分泌以及對糖刺激反應(yīng)性下降。

    一方面細胞的衰老是機體衰老的前提,T2D與年齡相關(guān),胰島細胞衰老可能參與T2D的發(fā)病;一方面β細胞表面標志不同,有著不同的功能特點。那么胰島β細胞的異質(zhì)性是否源于處于不同階段的β細胞表達不同的表面標志,有著不同的功能特點,而年齡等環(huán)境變化能導(dǎo)致β細胞衰老,從而導(dǎo)致T2D。

    哈佛大學的JoslinDiabetes Center的Cristina等人根據(jù)這個假設(shè),做了一系列實驗。C57小鼠,壽命一般兩年,7~8個月相當于人的壯年時期。研究結(jié)果顯示:老年小鼠與年輕小鼠相比,體重增加、空腹血糖升高、糖耐量異常、有高胰島素血癥以及對高糖刺激反應(yīng)性下降。譬如圖1中使用2.8mM的葡萄糖刺激胰島時,與3個月的小鼠相比,1.5年的小鼠的分泌量明顯增加,而16.8mM的葡萄糖刺激時,胰島素的分泌量卻無甚差別。也就是說,低糖刺激下,年老的小鼠不得不多分泌3倍于年輕小鼠的胰島素才能平穩(wěn)血糖,這里的胰島素“通貨膨脹”了。而高糖刺激時,老年小鼠就心有余而力不足了,因為其分泌細胞所占比例僅26%,與之對應(yīng)的3月大小鼠的分泌細胞達到63%,寡不敵眾啊。老年鼠,即使看起來健康無病,維穩(wěn)能力已大不如年輕鼠。如果有誰問“廉頗老矣,尚能飯否?”,大概只能回“雖老,尚善飯,然不可多食,唯恐血糖高頭暈眼花耳”。可見,即使“七十而從心所欲”,也不可“逾矩”啊。


    本文編輯(撰寫) 中國醫(yī)學科學院醫(yī)學實驗動物研究所  比較醫(yī)學研究中心  黨女
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