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发现为早期发现1型糖尿病铺平了道路

导读 1型糖尿病是一种自身免疫性疾病,通常发生在20岁之前。它会消除身体产生胰岛素的能力,胰岛素是一种对生命至关重要的激素。诊断通常发生在

1型糖尿病是一种自身免疫性疾病,通常发生在20岁之前。它会消除身体产生胰岛素的能力,胰岛素是一种对生命至关重要的激素。诊断通常发生在症状出现后,即疾病持续时。然而,如果有一种方法可以检测高危患者的早期疾病迹象,它可能会延迟他们的发病。

在科学免疫学发表的一项新研究中,斯克里普斯研究中心的科学家发现了1型糖尿病的最早可能的生物标志物,以前被称为青少年糖尿病。如果他们的老鼠研究可以在他们试图做的人类身上复制,那么对于正在发展这种疾病的患者来说,治疗干预的时间可以大大缩短。

“这项研究的转化方面对我来说是最令人兴奋的事情,”负责这项研究的斯克里普斯研究所免疫学和微生物学教授、医学博士吕克泰顿(Luc Teyton)说。“通过使用单细胞技术研究疾病的糖尿病前期阶段,我们已经能够将特异性抗胰岛素T细胞与1型糖尿病的自身免疫反应机械地联系起来。这证实了我们需要进入人体研究。”

大约有125万美国儿童和成人患有1型糖尿病,而且发病率还在增加。原因还不完全清楚。对于患有这种疾病的人,免疫系统会攻击只能产生胰岛素的胰岛细胞。没有胰岛素,他们的身体无法将糖从血液转移到细胞,细胞需要葡萄糖来获得能量。因此,1型糖尿病患者需要密切监测血糖水平,每天注射胰岛素才能生存。

自从25年前对1型糖尿病进行里程碑式的遗传学研究以来,科学界已经知道,1型糖尿病患者的某些类型的免疫存在明显的遗传特征。调节称为HLA(人类白细胞抗原的简称)的分子。HLA蛋白位于细胞表面,它告诉免疫系统它是否有攻击。虽然这种信号通常有助于破坏危险的细胞,但当分子发送错误的信息时,它可能会危及生命。

在1型糖尿病的情况下,突变的HLA蛋白与细胞产生的胰岛素片段结合,这促进了免疫系统的破坏。

虽然人类白细胞抗原基因突变与1型糖尿病之间的关系已经确定,但科学界无法区分免疫系统T细胞被这种有问题的分子吸引的模式。

这是Teyton团队通过五年的实验开始回答的问题。他们的工作包括在疾病早期评估非肥胖糖尿病小鼠的血液样本,并使用尖端的结构和计算生物学技术来理解细胞是如何导致疾病的。

Teyton说,他们从未对这些类型的细胞进行过单细胞分析,以发现新的信息。该团队与斯克里普斯研究公司的综合结构和计算生物学部门合作,对单个T细胞的DNA进行测序,以获得细胞功能和遗传变异的高分辨率视图。总之,这项研究产生了超过4TB的数据。

他们的主要发现之一是他们称之为“P9开关”的结构机制,它允许CD4 T细胞识别突变的HLA蛋白并攻击细胞。他们还发现危险的抗胰岛素T细胞总是存在于胰岛中,胰岛是胰腺中细胞所在的一种小组织结构。此前,抗胰岛素T细胞的来源不明,有人怀疑可能在胰腺淋巴结产生。

值得注意的是,P9开关引发了小鼠早期的抗胰岛素反应,然后很快就消失了。如果这种现象传播给人类,配备P9开关的免疫细胞只能在疾病的早期检测到。因此,显示这些细胞存在的血液测试可以提供疾病的最早可能迹象,并可以进行干预。

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