1 美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学沃伦·阿尔珀特医学院转化肿瘤学和实验癌症治疗学实验室,2 美国罗德岛州普罗维登斯市 Lifespan Health System 和布朗大学医学系血液学/肿瘤学部,3 美国罗德岛州普罗维登斯市 Lifespan Health System 和布朗大学癌症生物学联合项目,4 美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学癌症中心,5 美国宾夕法尼亚州费城天普大学刘易斯卡茨医学院,6 美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学沃伦·阿尔珀特医学院病理生物学研究生项目,7 美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学沃伦·阿尔珀特医学院外科系,8 美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学沃伦·阿尔珀特医学院病理学和实验室医学系
摘要:糖尿病是一种代谢性疾病,不仅影响葡萄糖代谢,还影响脂质和蛋白质代谢。它包括两种主要类型:1 型糖尿病和 2 型糖尿病。尽管 1 型和 2 型糖尿病(分别为 T1DM 和 T2DM)的病因不同,但这两种类型的定义特征分别是胰岛素缺乏和抵抗。干细胞疗法是治疗糖尿病的有效方法,可以通过分化胰腺 β 样细胞来实现。持续生成葡萄糖反应性胰岛素释放细胞仍然具有挑战性。在这篇综述文章中,我们介绍了胰腺器官发生的基本概念,这间歇性地为设计分化程序提供了基础,主要基于小分子的使用。小分子比任何其他生长因子都更有利,因为它们具有独特、有价值的特性,如细胞通透性以及非免疫原性;此外,它们在生成高效功能性β样细胞方面具有巨大优势。我们还总结了干细胞衍生的胰腺细胞谱系(尤其是内分泌β样细胞或胰岛类器官)的生成进展。干细胞的成功诱导取决于可用干细胞的数量和质量以及小分子的有效使用。
胰腺是涉及外分泌和内分泌调节的异分腺。胰腺的外分泌细胞占胰腺组织的90%以上,并将其分组为称为acini的结构(图1),其功能是与消化过程有关的酶的合成和分泌(胰腺酸脂肪酶,磷酸酶,磷酸酶,磷酸酶,核激酶)(jouveles)(jouvet)和estall,2017年,2017年。消化酶被胰腺导管树排入肠道,在那里它们有助于营养代谢。内分泌系统的功能单位约占胰腺的2%(人类成年人中的200万细胞),由兰格汉的胰岛或胰岛组成。它们是细胞簇,其大小从20至500μM不等,具有五种不同的细胞类型:α-,β-,δ-,ε-和γ(PP)细胞(Jouvet和Estall,2017; Kumar and Melton,2003)。最丰富的细胞包括产生胰高血糖素的α-细胞和产生胰岛素的ß细胞。分别分别分泌生长抑制素,生长素和胰多肽的Δ-,ε-和γ细胞的一小部分。尽管仅占胰腺总质量的2%,但这些胰岛的胰腺血液供应约为15%,使其分泌的激素可以随时可以进入循环(Jansson等,2016)。在胰岛水平上,氧局部压(PO2)约为40 mmHg。
外分泌胰腺功能不全(EPI)的特征是胰腺合成不足或消化酶的释放,这会损害消化并引起营养 - 吸收不良。要有效地管理伴随的全身性疾病并提供个性化治疗,早期识别至关重要。消化系统的产生是EPI过程中的关键组成部分,它与胰腺癌,囊性纤维化,慢性胰腺炎和与糖尿病相关的纤维化等多种疾病有关。其他原因包括衰老,吸烟,炎症性肠病(IBD)和胃部清除。外分泌胰腺功能不全会导致腹腔疾病的长时间腹泻,可能导致胰腺炎和自身免疫性过程。具有涉及炎症,胆管疤痕,胰腺自身抗体和肠外表现的机制,IBD中的EPI患病率是值得注意的。用于EPI的诊断和直接直接测试,以及秘密蛋白诱导的磁共振胆管造影术成像提供了彻底的评估。对生活方式的修改,诸如胰酶替代疗法之类的疗法方式以及遗传疾病的创新疗法都是管理层的一部分。胰酶替代治疗很重要,因为微量营养素的特征(包括钙,镁,锌和维生素)存在于EPI患者中。创新治疗研究机器学习和PARP酶是出于乳酸和诊断目的,从而提高了全身性疾病中更准确的EPI诊断和治疗。
1 伊朗科技大学工业工程学院(电子邮箱:parisaparichehreh2@gmail.com) 2 通讯:ali.kiaei@sharif.edu 沙里夫理工大学生物信息学和计算生物学 (BCB) 实验室 3 通讯:m.boush@sbmu.ac.ir 沙希德贝赫什提医科大学细胞和分子生物学研究中心 4 卡尚大学电气与计算机工程系,卡尚,伊朗 5 伊拉姆大学计算机工程系,伊拉姆,伊朗 6 克尔曼沙赫医科大学健康学院生物统计学系,克尔曼沙赫,伊朗。 7 格拉什医科大学细胞与分子研究中心,格拉什,伊朗。 8 洛雷斯坦大学计算机工程系,霍拉马巴德,伊朗
在目标范围内,最大限度地减少高血糖和低血糖。采用人工胰腺系统为糖尿病患者提供了显著的好处。APS 根据实时血糖数据动态调整胰岛素输送,优化血糖控制,降低高血糖和低血糖发作的频率和严重程度。自动胰岛素输送减轻了频繁血糖监测和手动胰岛素给药决策的负担,使糖尿病患者能够更多地关注日常活动,而不是糖尿病管理任务。使用 APS 实现更严格的血糖控制可能有助于降低长期糖尿病并发症的风险,如心血管疾病、肾脏疾病、神经病变和视网膜病变。APS 提供用餐时间、身体活动和生活方式选择的灵活性,因为系统会实时调整胰岛素输送以适应胰岛素敏感性和血糖水平的变化。尽管有希望的好处,人工胰腺系统也存在挑战和考虑因素。CGM 和胰岛素泵技术的无缝集成对于实现最佳系统性能和可靠的血糖控制至关重要。设备之间的兼容性问题或传感器精度限制会影响系统可靠性。有效使用 APS 需要全面的教育和培训,以了解系统操作、解释 CGM 数据、管理系统警报和警告以及排除技术故障。获得 APS 和持续供应(包括 CGM 传感器和胰岛素泵组件)可能成本高昂,并且可能因医疗保险范围、保险报销政策和地理位置而异。通过临床试验和真实世界研究持续监测 APS 性能、安全性和功效对于确保患者安全和监管部门批准至关重要。人工胰腺系统的未来有望进一步发展和创新。
IL-2家族由IL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-15和IL-21组成,是免疫反应的关键调节者。胰腺作为重要的内分泌和消化器官,其功能受免疫系统的调控。研究表明,IL-2家族各细胞因子通过参与免疫系统的调控,影响胰腺疾病的发生发展。本文综述了IL-2家族成员的结构和功能特点,重点介绍了其在急性胰腺炎、慢性胰腺炎和胰腺癌等胰腺疾病中的分子机制,强调了相关蛋白在调节免疫反应和疾病进展中的重要性,为胰腺疾病的新生物标志物、疾病的早期诊断、疾病严重程度的评估以及新的治疗方案的开发提供有价值的见解。以下部分总结了本研究的见解。
胰腺 β 细胞通过产生和分泌胰岛素在葡萄糖稳态中发挥关键作用。胰岛素释放受损会导致慢性高血糖症,并导致 2 型糖尿病 (T2D) 的发展。胰岛素储存在分泌颗粒中,当血糖水平升高时,分泌颗粒被运输到质膜上,然后胞吐到循环系统中。将葡萄糖代谢与胰岛素分泌联系起来的机制很复杂,涉及 Ca 2+ 和磷脂信号传导。膜接触位点 (MCS) 是细胞器膜紧密相邻的特殊区域,为两个区域之间的非囊泡脂质交换和 Ca 2+ 运输提供了管道,但它们对正常 β 细胞功能的重要性尚不清楚。在这里,我们发现了一种涉及 ER 和胰岛素颗粒的新型 MCS,它们促进了两个细胞器之间的脂质交换。氧固醇结合蛋白 (OSBP) 是一种胞浆脂质转运蛋白 (LTP),它以 Ca 2+ 和 pH 依赖的方式被募集到这些 MCS 中,并催化颗粒状 PI(4)P 与 ER 胆固醇的交换。这种机制对于正常的胰岛素分泌至关重要。跨膜蛋白 24 (TMEM24) 是一种 ER 锚定的 LTP,它与质膜 (PM) 动态相互作用并为其提供磷脂酰肌醇(其他磷酸肌醇的前体)。我们发现 TMEM24 定位在空间和时间上受 Ca 2+ 和二酰甘油 (DAG) 调节,并且从 PM 分离后,它稳定在 ER-线粒体 MCS 上。TMEM24 的缺失导致 ER 和线粒体 Ca 2+ 失调、ATP 产生受损以及胰岛素分泌减少。高分辨率成像进一步显示,TMEM24 还位于靠近线粒体的一组新合成的胰岛素颗粒附近。这些细胞器接触还由线粒体上的电压依赖性阴离子通道 (VDAC) 和 Mitofusin-2 以及胰岛素颗粒上的囊泡核苷酸转运体 (VNUT) 的存在定义。VNUT 表达减少会消除线粒体和胰岛素颗粒之间的相互作用,并导致胰岛素颗粒的生物合成和胞吐受损。总之,我们的研究结果强调了不同 MCS 在维持正常 β 细胞功能方面的重要作用。
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1型糖尿病历史上被描述为内分泌(β细胞)特定的自身免疫性疾病。然而,胰腺器官大小的大幅度降低(20-50%),诊断为症状性外分泌胰腺胰腺不足,甚至可能在胰岛自身免疫发展之前就开始。1型糖尿病中外分泌损失的机制尚不清楚,但是主要的假设包括发育缺陷,β细胞损失导致外分泌萎缩,自身免疫性或外分泌细胞的炎症破坏。炎症变化,包括急性和慢性胰腺炎,外分泌T细胞浸润和经典补体激活以及1型糖尿病患者内血清外分泌自身抗体,这表明自身免疫或炎症过程可能有助于外分泌性胰腺功能障碍。外分泌胰腺萎缩主要发生在临床疾病发作之前。的确,最近的工作暗示基因和蛋白质表达的外分泌特异性改变是1型糖尿病发育的关键。在疾病发作的预测和确定对疾病疗法的潜在治疗反应者的预测中,外分泌大小和功能的测量可能是有用的,但是,这是一个欠发达的研究领域。此外,缺乏1型糖尿病和个性化治疗方案的个体中的外分泌胰腺功能不全。在这一领域仍有许多工作要做,但我们可以从一开始就可以说,1型糖尿病是外分泌和内分泌胰腺的一种疾病。