前沿 | 锌元素在治疗糖尿病方面的妙用

▎药明康德/报道

糖尿病是一种日益严重的全球性流行病。截至2015年,全球有4亿成年人受到糖尿病的影响,其中约1亿在中国。当身体无法产生足够的胰岛素时就会发生糖尿病。目前的多种糖尿病疗法,从注射补充胰岛素到新的GLP-1激动剂,大都无法解决疾病的根本原因。

胰腺中的β细胞是生成胰岛素的细胞,如果能在胰腺中再生β细胞,将能够改变糖尿病的治疗局面,但迄今为止这个目标都极有挑战性。近日,美国加州斯坦福大学的一个研究组发现锌元素在这方面可能有妙用。论文发表在《Cell Chemical Biology》上。

当肌体无法维持正常血糖水平时会发生糖尿病。血糖失调的原因可以是肌体对胰岛素产生抗性,也可以是β细胞被免疫系统攻击或者功能失调,导致无法生成足够的胰岛素。该研究的资深作者、斯坦福大学内分泌学家Justin Annes博士一直在努力开发能够帮助β细胞再生的药物。他的团队最近找到一种抗癌药物CC-401有这样的作用。

CC-401是种JNK抑制剂,在体外模型和动物模型中能诱导β细胞复制。可惜的是,CC-401有一个主要问题:该药物的作用机制导致许多通常被抑制的基因也表达,从而促进了非目标细胞的复制,这可能会导致严重的副作用。

于是Annes团队把注意力转向锌。研究者已经知道,β细胞吸收的锌比周围细胞多1000倍,这种特性已被科学家用于识别胰腺组织中的β细胞。Annes认为锌有潜力作为β细胞再生药物的“灯塔”,吸引药物达到β细胞来帮助它们复制。

▲这一研究摘要示意图(图片来源:《Cell Chemical Biology》

为达到这个目的,Annes团队设计出一项基于螯合作用的策略,螯合技术是利用一种能与金属结合的药物,聚集体内的金属并将其从体内排出,该技术通常用于治疗铅和汞中毒。Annes团队使用一种可以积累在β细胞中的锌螯合剂,并将其与β细胞再生药物结合起来。实验结果显示,在大鼠细胞中,这种锌螯合剂加再生药物的组合能帮助β细胞复制,是其他细胞类型的250%。在人体细胞中,这种组合也有效,大约能给β细胞带来130%的复制优势。

“这是将促复制分子选择性递送给β细胞的首次证明,”Annes在一份声明中说。对于这项技术,有个挑战是全身细胞中都存在锌,因此这种疗法有进入其他器官导致副作用的风险。研究人员计划进一步提高该技术的β细胞选择性,以期能利用它来治疗糖尿病。

参考资料

[1] Regenerating insulin-producing cells with zinc could tackle the underlying cause of diabetes, retrieved 2018/12/07, https://www.fiercebiotech.com/research/honing-regenerative-diabetes-drug-zinc


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