重置内部生物钟可能有助于控制糖尿病

朗格汉斯岛（Langerhans Islet），带有胰岛素产生细胞（绿色）和胰高血糖素产生细胞（红色）。蓝色的细胞核。

来自UNIGE和HUG的研究人员能够证明胰腺中生物钟的紊乱与2型糖尿病之间的联系，然后纠正这些紊乱。

昼夜节律时钟系统（来自拉丁语“大约昼夜”，大约一天）使生物体能够预测地球物理时间的周期性变化，并适应这些变化。人体中几乎所有的细胞都包含分子钟，该钟调节新陈代谢功能并使之与昼夜变化的24小时周期同步。如今，越来越多的证据表明，由于频繁的时区变化，不规则的工作时间表或老化而导致的内部时钟紊乱，对包括2型糖尿病在内的人类代谢性疾病的发展具有重大影响。这种干扰似乎阻止了胰岛中分泌胰岛素和胰高血糖素（调节血糖水平的激素）的细胞正常运作。

通过比较2型糖尿病人供体和健康人的胰腺细胞，日内瓦大学（UNIGE）和瑞士日内瓦大学医院（HUG）的研究人员首次证明了这一点。来自2型糖尿病人类供体的胰岛细胞具有受损的昼夜节律振荡器。昼夜节律时钟的破坏伴随着激素分泌的扰动。此外，研究人员使用从柠檬皮中提取的名为Nobiletin的时钟调节分子，成功地“修复”了被破坏的细胞时钟，并部分恢复了胰岛细胞的功能。这些结果发表在《美国国家科学院院刊》上，提供了对糖尿病护理创新方法的初步见识。

Charna Dibner，医学博士，医学系主任，医学系，细胞生物学和代谢系，日内瓦大学医学院，日内瓦大学，日内瓦大学

两年前，由医学和细胞生理学与代谢学系首席研究员Charna Dibner以及UNIGE医学学院和HUG糖尿病中心组成的研究小组已经表明，在啮齿动物中，胰腺细胞钟的扰动导致胰岛素和胰高血糖素分泌中断，从而促进糖尿病的发作。但是人类的处境如何呢？

“我们以前还观察到，如果在体外细胞培养物中人为破坏胰腺细胞的时钟，那么关键的胰岛激素（胰岛素和胰高血糖素）的分泌就会受到损害，”迪布纳博士实验室的研究员沃拉迪米尔·佩特连科说。以及这些出版物的第一作者。因此，我们在这里报告的下一步是弄清2型糖尿病人胰岛中的昼夜节律是否受到干扰，如果是的话，这种干扰将如何影响胰岛功能。

利用组合的生物发光-荧光延时显微镜技术，该技术可以随着时间的推移非常精确地跟踪活细胞中的分子时钟活动，科学家们比较了全天2型糖尿病供体和健康受试者的胰腺细胞行为。“判决是无可争议的，” Charna Dibner说。2型糖尿病的胰岛细胞的生物节律既显示昼夜节律振荡的振幅减小，又显示出较差的同步能力。«结果，激素分泌不再协调。此外，在2型糖尿病患者中观察到的胰岛素和胰高血糖素分泌在时间协调上的缺陷与在具有人工干扰的昼夜节律的健康胰岛细胞中测得的缺陷相当。

日内瓦大学医学博士，医学博士，医学博士，医学博士，医学博士，医学博士，医学博士Volodymyr Petrenko

一切都在时机中！

昼夜节律时钟代表控制各种细胞功能的每日周期。这些时钟有几个互锁的同步级别，主要是光，特别是调节位于大脑下丘脑的中央时钟。就像管弦乐队中的指挥一样，它可以调节器官和细胞中存在的外围时钟。因此，后者被部分地中央调节，但是取决于它们的功能，在每个器官甚至在每个细胞中的功能不同。

Charna Dibner说：“胰腺细胞还受禁食和食物摄入的节律的影响，并受到严格的荷尔蒙调节。”因此，协调所有级别的调节可以优化代谢功能。胰岛中的时钟失调导致功能受损：它们不再预期食物来源的信号。的确，如果您在晚上而不是白天吃相同的食物，那么由于新陈代谢的最佳响应，您的体重增长可能会更快。

再次设置正确的时间

研究的第二步：日内瓦科学家使用Nobiletin（一种小型时钟调节剂分子）（一种柠檬皮的天然成分，最近发现了其对生物钟的影响）来重新同步时钟。Volodymyr Petrenko说：“通过作用于核心时钟组件之一，它可以有效地重置人类胰岛中的振荡幅度。”“而且一旦时钟重新同步，我们还观察到了胰岛素分泌的改善。”

Charna Dibner说：“这是原理性的第一个证明，即修复受损的生物钟可能有助于改善胰岛激素分泌的功能。”“我们将继续在动物模型中首先探索体内这种修复机制。我们的社会经历了代谢疾病的流行病，伴随着工作和饮食安排的变化，以及睡眠不足。通过希望通过个性化的饮食和锻炼计划或借助时钟调节器分子来重新同步被干扰的分子钟，我们希望最终能够为影响世界上越来越大比例的流行性代谢问题提供创新的解决方案人口。”

参考：Volodymyr Petrenko，Nikhil R. Gandasi，Daniel Sage，Anders Tengholm，Sebastian Barg和Charna Dibner于2020年1月21日发表的论文“在2型糖尿病患者的胰岛中，昼夜节律振荡导致胰岛素和胰高血糖素胞吐减少”。美国国家科学院
10.1073 / pnas.1916539117