阿拉巴马州伯明翰。-胰腺中的β细胞产生胰岛素。他们的死亡是1型糖尿病的关键特征,而且这种损失在诊断之前就已经开始。但是,还没有直接的方法来衡量该早期损失。
马里兰州伯明翰市阿拉巴马大学的Anath Shalev博士及其同事现已确定了人类1型糖尿病相关β细胞丢失的早期生物标记-microRNA-204或miR-204。
“血清miR-204,” Shalev说,“甚至可以在明显疾病发作之前,提供一种急需的新颖方法来评估早期1型糖尿病相关的人类β细胞损失。”
MicroRNA存在于动植物细胞中,可帮助控制基因表达。在以前的工作中,Shalev发现miR-204在调节胰岛素产生和其他关键β细胞过程中起关键作用。
现在,在《美国生理学,内分泌学和代谢杂志》上发表的一项研究中,Shalev及其同事报告说,高度染色的人β细胞中的miR-204是通过染色的β细胞释放的。释放后,它在循环血液中变得可检测到。
使用人体血液样本进行的测量表明,患有早期1型糖尿病的儿童和成人以及具有自身抗体的,患有1型糖尿病风险的人的血清miR-204升高,但在2型糖尿病或另一种自身免疫性疾病中并未升高。此外,在最近发作的1型糖尿病中,血清miR-204水平与剩余的β细胞功能呈负相关。
“为了能够尽早开始任何治疗性干预,至关重要的是要采用一种非侵入性,直接的方法,其灵敏度足以检测早期β细胞的丢失-特别是在诊断1型糖尿病之前-至关重要。疾病过程,最好是在大多数β细胞被破坏之前,” Shalev说。
Shalev是UAB医学部内分泌,糖尿病和代谢科的教授,她领导UAB综合糖尿病中心。
研究细节
生物标志物的发现是一步一步的假设驱动的过程,始于观察到miR-204在胰岛β细胞中的表达比胰岛α细胞高108倍。
研究人员首先表明,链脲佐菌素诱导细胞死亡后,培养的大鼠β细胞释放了miR-204。然后,他们表明杀死链脲佐菌素的小鼠中的β细胞被杀死既导致了糖尿病,又导致了血清miR-204水平的大幅增加。
接下来,他们表明,诱发β细胞死亡的1型糖尿病相关的炎性细胞因子导致miR-204从培养的大鼠β细胞和原代人胰岛中释放出来。
为了测试人体中的miR-204,他们检查了接受自体胰岛移植的人的血清。众所周知,胰岛移植与移植后不久的大量β细胞死亡有关。研究人员发现,胰岛输注后20到40分钟,血清中的miR-204水平急剧上升。
研究人员接下来发现,近期患1型糖尿病的儿童血清miR-204明显升高。在新近发病的1型糖尿病患者中,它的水平也升高了近三倍,而在自身抗体中则使他们处于1型糖尿病风险中的人,其升高了两倍以上。
相比之下,在2型糖尿病患者或自身免疫性疾病类风湿关节炎患者中,其升高并不明显。长期患有1型糖尿病并失去了大部分β细胞的人中,其升高并不明显。
Shalev及其同事发现,血清miR-204与剩余的β细胞功能相关,如曲线下混合餐刺激的C肽面积的“金标准”所测量的。血清miR-204在早期1型糖尿病的背景下也显示出良好的预测诊断能力,包括将成人近期发作的1型糖尿病与2型糖尿病区分开的能力。这很有用,因为初次发现1型糖尿病的成年人常常被误诊。