1型糖尿病是一種自身免疫性疾病，通常發(fā)生在20歲之前。它會(huì)消除身體產(chǎn)生胰島素的能力，胰島素是一種對(duì)生命至關(guān)重要的激素。診斷通常發(fā)生在癥狀出現(xiàn)后，即疾病持續(xù)時(shí)。然而，如果有一種方法可以檢測(cè)高危患者的早期疾病跡象，它可能會(huì)延遲他們的發(fā)病。
在科學(xué)免疫學(xué)發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，斯克里普斯研究中心的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了1型糖尿病的最早可能的生物標(biāo)志物，以前被稱為青少年糖尿病。如果他們的老鼠研究可以在他們?cè)噲D做的人類身上復(fù)制，那么對(duì)于正在發(fā)展這種疾病的患者來說，治療干預(yù)的時(shí)間可以大大縮短。
“這項(xiàng)研究的轉(zhuǎn)化方面對(duì)我來說是最令人興奮的事情，”負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的斯克里普斯研究所免疫學(xué)和微生物學(xué)教授、醫(yī)學(xué)博士呂克泰頓(Luc Teyton)說。“通過使用單細(xì)胞技術(shù)研究疾病的糖尿病前期階段，我們已經(jīng)能夠?qū)⑻禺愋钥挂葝u素T細(xì)胞與1型糖尿病的自身免疫反應(yīng)機(jī)械地聯(lián)系起來。這證實(shí)了我們需要進(jìn)入人體研究。”
大約有125萬美國(guó)兒童和成人患有1型糖尿病，而且發(fā)病率還在增加。原因還不完全清楚。對(duì)于患有這種疾病的人，免疫系統(tǒng)會(huì)攻擊只能產(chǎn)生胰島素的胰島細(xì)胞。沒有胰島素，他們的身體無法將糖從血液轉(zhuǎn)移到細(xì)胞，細(xì)胞需要葡萄糖來獲得能量。因此，1型糖尿病患者需要密切監(jiān)測(cè)血糖水平，每天注射胰島素才能生存。
自從25年前對(duì)1型糖尿病進(jìn)行里程碑式的遺傳學(xué)研究以來，科學(xué)界已經(jīng)知道，1型糖尿病患者的某些類型的免疫存在明顯的遺傳特征。調(diào)節(jié)稱為HLA(人類白細(xì)胞抗原的簡(jiǎn)稱)的分子。HLA蛋白位于細(xì)胞表面，它告訴免疫系統(tǒng)它是否有攻擊。雖然這種信號(hào)通常有助于破壞危險(xiǎn)的細(xì)胞，但當(dāng)分子發(fā)送錯(cuò)誤的信息時(shí)，它可能會(huì)危及生命。
在1型糖尿病的情況下，突變的HLA蛋白與細(xì)胞產(chǎn)生的胰島素片段結(jié)合，這促進(jìn)了免疫系統(tǒng)的破壞。
雖然人類白細(xì)胞抗原基因突變與1型糖尿病之間的關(guān)系已經(jīng)確定，但科學(xué)界無法區(qū)分免疫系統(tǒng)T細(xì)胞被這種有問題的分子吸引的模式。
這是Teyton團(tuán)隊(duì)通過五年的實(shí)驗(yàn)開始回答的問題。他們的工作包括在疾病早期評(píng)估非肥胖糖尿病小鼠的血液樣本，并使用尖端的結(jié)構(gòu)和計(jì)算生物學(xué)技術(shù)來理解細(xì)胞是如何導(dǎo)致疾病的。
Teyton說，他們從未對(duì)這些類型的細(xì)胞進(jìn)行過單細(xì)胞分析，以發(fā)現(xiàn)新的信息。該團(tuán)隊(duì)與斯克里普斯研究公司的綜合結(jié)構(gòu)和計(jì)算生物學(xué)部門合作，對(duì)單個(gè)T細(xì)胞的DNA進(jìn)行測(cè)序，以獲得細(xì)胞功能和遺傳變異的高分辨率視圖。總之，這項(xiàng)研究產(chǎn)生了超過4TB的數(shù)據(jù)。
他們的主要發(fā)現(xiàn)之一是他們稱之為“P9開關(guān)”的結(jié)構(gòu)機(jī)制，它允許CD4 T細(xì)胞識(shí)別突變的HLA蛋白并攻擊細(xì)胞。他們還發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的抗胰島素T細(xì)胞總是存在于胰島中，胰島是胰腺中細(xì)胞所在的一種小組織結(jié)構(gòu)。此前，抗胰島素T細(xì)胞的來源不明，有人懷疑可能在胰腺淋巴結(jié)產(chǎn)生。
值得注意的是，P9開關(guān)引發(fā)了小鼠早期的抗胰島素反應(yīng)，然后很快就消失了。如果這種現(xiàn)象傳播給人類，配備P9開關(guān)的免疫細(xì)胞只能在疾病的早期檢測(cè)到。因此，顯示這些細(xì)胞存在的血液測(cè)試可以提供疾病的最早可能跡象，并可以進(jìn)行干預(yù)。
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